本網綜合 Will Dunham 報導 美國國家航空航天局(NASA)的火星探測器在火星表面鑽出的岩石中大量發現了一種名為菱鐵礦的礦物,它為火星溫暖潮濕的遠古時代提供了新的證據,當時火星上擁有大量水體,並可能孕育著生命。
“好奇號 “漫遊車於2012年登陸火星,探索地球的鄰居火星是否曾經孕育過微生物生命。”好奇號 “漫遊車於2022年和2023年在蓋爾隕石坑內的三個地點鑽取的岩石樣本中發現了這種礦物。
菱鐵礦是一種碳酸鐵礦物。它出現在數十億年前形成的沉積岩中,為火星曾經擁有富含二氧化碳的濃密大氣提供了證據,這種氣體會通過溫室效應使火星變暖,以至於火星表面可以維持液態水體。
火星地貌上的一些特徵被許多科學家解釋為液態水曾經流過火星表面的跡象,潛在的海洋、湖泊和河流被認為是過去微生物生命的可能棲息地。
二氧化碳是地球上調節氣候的主要溫室氣體,火星和金星也是如此。它存在於大氣中,可以捕獲太陽的熱量,使氣候變暖。
到目前為止,表明火星大氣以前富含二氧化碳的證據還很少。有一種假設是,當大氣層–由於尚未完全理解的原因–從富含二氧化碳的濃厚大氣層演變為缺乏二氧化碳的稀薄大氣層時,通過地球化學過程,碳以碳酸鹽礦物的形式被埋藏在地殼的岩石中。
好奇號 “鑽入岩石中 1.2 到 1.6 英寸(3 到 4 釐米),研究岩石的化學和礦物成分。根據汽車大小的六輪漫遊車所搭載的儀器測定,這些樣本中的菱鐵礦含量高達10.5%(按重量計)。
卡爾加裏大學地球化學家本傑明·圖托洛是美國宇航局火星科學實驗室好奇號漫遊車團隊的一名參與科學家,也是本週四發表在《科學》雜誌上的這項研究的第一作者。
“模型預測碳酸鹽礦物應該廣泛存在。”圖托洛補充說:”但是,迄今為止,基於漫遊車的調查和基於衛星的火星表面軌道勘測幾乎沒有發現它們存在的證據。”
由於在火星全球範圍內都發現了與漫遊車採樣的岩石類似的岩石,研究人員懷疑這些岩石也含有大量的碳酸鹽礦物,並可能含有曾經使火星變暖的大部分二氧化碳。
蓋爾隕石坑的沉積岩–砂岩和泥岩–被認為是大約35億年前沉積下來的,當時這裏還是一個湖泊,火星氣候還沒有發生巨大變化。
芝加哥大學和阿斯特拉研究所的行星科學家和研究合著者埃德溫·凱特(Edwin Kite)說:”火星表面從過去更適於居住,到今天明顯不育,這是已知的最大環境災難。”
“我們不知道造成這種變化的原因,但火星今天的二氧化碳大氣層非常稀薄,而且有證據表明過去的大氣層更厚。”凱特補充說:”這就需要瞭解碳的去向,因此發現一個未被發現的富碳物質的主要礦床是一個重要的新線索。”
漫遊車的發現讓我們對遠古火星的碳迴圈有了更深入的瞭解。
在地球上,火山將二氧化碳噴入大氣,氣體被地表水(主要是海洋)吸收,並與鈣等元素結合形成石灰岩。通過被稱為板塊構造的地質過程,這種岩石被重新加熱,碳最終通過火山活動再次釋放到大氣中。然而,火星缺乏板塊構造。
“我們在這項研究中概述的古代火星碳迴圈的重要特徵是它是不平衡的。換句話說,封存在岩石中的二氧化碳似乎遠遠多於隨後釋放回大氣中的二氧化碳。”圖托洛說。
圖托洛補充說:“火星氣候演變模型現在可以納入我們的新分析,進而幫助完善這種失衡的碳迴圈在火星行星歷史上維持並最終喪失宜居性的作用。”