火星上的“遺忘之海”

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周五 · 深空探測(cè)|周六 · 茶余星話|周日 · 天象預(yù)報(bào)

原作：Samantha Mathewson

翻譯：李遠(yuǎn)哲

校譯：牧夫天文校對(duì)組

編排：李遠(yuǎn)哲 張雨荷

后臺(tái)：李子琦

原文鏈接：https://www.space.com/astronomy/mars/significant-areas-of-mars-may-have-once-been-covered-by-water-scientists-find-hidden-clue-in-spirit-rover-data

勇氣號(hào)火星漫游車 (圖片來(lái)源: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

科學(xué)家對(duì)勇氣號(hào)火星車采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了一項(xiàng)新的分析，并發(fā)現(xiàn)了此前被忽視的結(jié)晶赤鐵礦與蝕變磁鐵礦痕跡。

在 NASA 勇氣號(hào)火星車開(kāi)啟火星探索的二十多年后，科學(xué)家從它的存檔數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了一條隱藏線索，進(jìn)一步佐證這顆紅色星球曾經(jīng)富含液態(tài)水。

具體來(lái)說(shuō)，研究人員重新分析了勇氣號(hào)在 2004 至 2010 年間采集的測(cè)量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在普通火星土壤中存在大量結(jié)晶赤鐵礦和蝕變磁鐵礦的痕跡。這類含鐵礦物表明遠(yuǎn)古時(shí)期發(fā)生過(guò)化學(xué)反應(yīng)符合水與巖石相互作用的特征。澳大利亞伊迪斯科文大學(xué)（ECU）發(fā)布的一份聲明稱，該研究結(jié)果表明，液態(tài)水在火星上的分布范圍可能比科學(xué)家此前設(shè)想的更為廣闊。

報(bào)告提到，研究團(tuán)隊(duì)整合了古謝夫撞擊坑內(nèi) 32 處未受擾動(dòng)土壤點(diǎn)位的數(shù)百組獨(dú)立測(cè)量數(shù)據(jù)。勇氣號(hào)于 2004 年 1 月在此處著陸，團(tuán)隊(duì)據(jù)此繪制出迄今為止針對(duì)普通火星土壤最為詳盡的鐵礦物分布圖譜。

該研究的第一作者伊迪斯科文大學(xué)教授保羅?德?索薩在聲明中表示：“在普通火星

土壤中找到了結(jié)晶赤鐵礦是這次分析中最重要的發(fā)現(xiàn)之一。這種礦物的廣泛存在不僅說(shuō)明火星曾經(jīng)有水，還意味著火星大片區(qū)域或許曾被水體覆蓋（即大海）。”

長(zhǎng)期以來(lái)，結(jié)晶赤鐵礦都被視作火星遠(yuǎn)古存在水體最有力的礦物證據(jù)之一。盡管它也可由火山活動(dòng)或熱液活動(dòng)形成，但通常產(chǎn)生于含鐵巖石與液態(tài)水發(fā)生相互作用之時(shí)。

結(jié)晶赤鐵礦（Fe2O3）,也就是是氧化鐵

這一發(fā)現(xiàn)意義尤為重大，因?yàn)橐酝姆治龅贸鼋Y(jié)論本來(lái)是勇氣號(hào)著陸點(diǎn)基本不存在結(jié)晶赤鐵礦。研究人員表示，在火星車單次測(cè)量中，該礦物的信號(hào)過(guò)于微弱，難以被識(shí)別出來(lái)。但研究團(tuán)隊(duì)在整合任務(wù)期間采集的數(shù)千份光譜數(shù)據(jù)后，成功從背景噪聲中提取出了這一信號(hào)。

研究人員還識(shí)別出了蝕變磁鐵礦。這說(shuō)明火星土壤原本的火山礦物隨時(shí)間發(fā)生了化學(xué)轉(zhuǎn)變。蝕變磁鐵礦與結(jié)晶赤鐵礦都為水在重塑火星地表過(guò)程中發(fā)揮重要作用這一論點(diǎn)提供了新證據(jù)。而且，由于火星大部分地區(qū)都覆蓋著類似的沙塵與土壤，該研究的意義遠(yuǎn)不止局限于古謝夫撞擊坑（勇氣號(hào)的落點(diǎn)），暗示和水相關(guān)的化學(xué)過(guò)程在火星全域的分布，可能比過(guò)去所認(rèn)為的更加普遍。

磁鐵礦（Fe3O4），蝕變磁鐵礦即發(fā)生蝕變的磁鐵礦

越來(lái)越多的證據(jù)表明，火星曾經(jīng)的宜居性遠(yuǎn)高于現(xiàn)在，本次研究結(jié)果又為此添上一筆。執(zhí)行任務(wù)期間，勇氣號(hào)就在哥倫比亞丘陵發(fā)現(xiàn)過(guò)水蝕巖石與礦物；之后 NASA 的好奇號(hào)火星車找到證據(jù)，證明蓋爾撞擊坑曾經(jīng)存在存續(xù)許久的湖泊。近期，毅力號(hào)火星車一直在杰澤羅撞擊坑探索一處遠(yuǎn)古河流三角洲遺跡，科學(xué)家希望借此探明這片環(huán)境是否曾經(jīng)可以孕育微生物生命。

機(jī)遇號(hào)于2004年發(fā)現(xiàn)的火星藍(lán)莓（Martian blueberries），即結(jié)晶赤鐵礦因偽彩色圖像呈藍(lán)調(diào)，得名 “藍(lán)莓”，

那么問(wèn)題來(lái)了，火星是怎么失去自身海洋的呢？

有假說(shuō)認(rèn)為，約40億年前火星的內(nèi)核還是熔融液態(tài)鐵，對(duì)流產(chǎn)生全球性偶極磁場(chǎng)，像防護(hù)罩偏轉(zhuǎn)太陽(yáng)風(fēng)帶電粒子，保護(hù)大氣。（可以理解為當(dāng)今地球的磁場(chǎng)作用）

不幸的是，火星體積小，散熱快；內(nèi)核快速冷卻凝固，行星發(fā)電機(jī)停止，全球磁場(chǎng)在39 億年前徹底消失，只殘留局部巖石剩磁。

而沒(méi)有了磁場(chǎng)屏障，太陽(yáng)風(fēng)（高能帶電粒子流）直接轟擊火星高層大氣，紫外輻射把大氣分子電離；太陽(yáng)風(fēng)電場(chǎng)加速離子，把大氣中的氧、氫、二氧化碳離子 “卷走” 拋入太空。而水被紫外線拆解成氫、氧。氫大量逃逸，氧也隨太陽(yáng)風(fēng)流失。大氣壓力持續(xù)下降，溫室效應(yīng)崩塌，地表液態(tài)水逐步消失。

火星可能“弄丟”了自己的大氣層和海洋

細(xì)微的礦物記錄著火星的變遷。各種證據(jù)表明火星遠(yuǎn)古曾存在大范圍液態(tài)水環(huán)境。然而曾經(jīng)溫暖濕潤(rùn)的火星還是逐步演化為了寒冷干旱的荒漠。倘若多些時(shí)間，是否會(huì)有獨(dú)立的生命出現(xiàn)？我們不得而知。

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責(zé)任編輯：張雨荷

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塔塔科亞沙漠上空的紅色精靈