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這一發現表明,全球岩漿海洋可能很久以前就沒有覆蓋過這顆紅色星球。

亞利桑那大學月球與行星實驗室的行星科學助理教授傑西卡·巴恩斯在一份宣告中說:“火星內部的這兩種不同的水源可能會告訴我們,哪些物質可以合併成內部的岩石行星。”

“這一背景對於了解火星過去的宜居性和天體生物學也很重要,”巴恩斯補充道。

著名的火星隕石ALH84001。

巴恩斯和她的同事分析了兩顆火星隕石:非洲西北部(NWA) 7034,也被稱為“黑美人”;艾倫·希爾斯84001 (ALH84001),可能是有史以來最著名的紅色行星岩石。在20世紀90年代中期,一組研究人員宣佈他們在ALH84001發現了火星生命的有力證據。直到今天,大多數其他的科學家還沒有被說服,這種說法仍然有爭議。

巴恩斯和她的團隊測定了Black Beauty和ALH84001的氫同位素組成,這兩種物質分別在大約15億年前和39億年前與火星地殼中的水相互作用。

同位素是一種原子核中中子數不同的元素的變體。例如,“正常”水中的氫原子核中沒有中子,而氘中的氫,或“重水”中只有一個。

多年來對火星隕石的研究發現了各種各樣的氫同位素比率。但是,發表在《自然地球科學》雜誌網路版上的一項新研究中,巴恩斯和她的團隊發現,“黑色之美”和ALH84001的正常氫含量和重氫含量非常相似。

這個比例與在更年輕的岩石中觀察到的比例大致相同,這表明在過去的40億年左右的時間裡,在氫同位素方面,火星上並沒有發生太大的變化。此外,同位素比率大約是地球地殼岩石和火星大氣中所觀察到的比率的一半,火星大氣中有更多的重氫。

科學家們表示,火星大氣如此“分餾”,是因為來自太陽的帶電粒子優先將較輕的普通氫吹入太空。

“我們想,好吧,這很有趣,但也有點奇怪,”巴恩斯談到了新的結果。“我們該如何解釋在火星大氣被分餾處的分界線,而地殼卻在地質時期基本保持不變?”

研究人員長期以來一直認為火星地幔——薄地殼下的厚岩層——其氫同位素比值與地球的相似。巴恩斯說,所以認為在火星隕石中所觀察到的同位素比值的變化,是由於陸地汙染或火星大氣的改變所造成的,因為岩石在強大的撞擊下被炸開,飛向太空。(畢竟地殼岩石應該與地幔岩石相似;地殼是由內部物質至表面,經冷卻和固化構成的。)

但研究人員說,火星和地球之間地幔的相似性是根據一項關於隕石的研究推斷出的,該隕石被認為起源於火星的地幔。也許是時候重新思考一下了。

“火星隕石基本散佈在各個地方,因此試圖弄清楚關於火星地幔中的水,這些樣本到底告訴了我們什麼,一直是個挑戰,”巴恩斯說道。“事實上我們的地殼資料差異如此之大,這促使我們回顧了科學文獻並仔細檢查了資料。”

該分析表明,兩種不同型別的火星火山岩,即富集型和虧損型的輝熔長石無球粒隕石,其氫同位素比值是不同的。研究人員說,這些岩石很有可能代表了不同的物質來源——火星內部不同的水源。

研究人員在新研究中寫道,“因此,這些特徵可能是繼承自火星的主要構造塊,這意味著火星地幔幾乎總是非均質的,因為它在吸積、分化和隨後的熱化學演化過程中,混合得不充分。”

如果這是真的,那麼與地球和月球不同的是,火星誕生後不久可能並沒有表現出全球性液態岩石海洋的特徵。研究人員說,一個全球性的岩漿海洋可能會將所有東西混合在一起,抹除獨特的同位素特徵。

相關知識

火星是太陽的第四顆行星,也是太陽系中僅次於水星第二小的行星。在英語中,Mars是羅馬戰神的名字,火星也常被稱為“紅色星球”。這是受火星表面普遍存在的氧化鐵的影響,氧化鐵使得火星從肉眼看去區別於其他眾多天體,裹上了紅色的“外衣”。火星是帶有稀薄大氣的類地行星,其表面特徵與月球上的撞擊坑和地球上的山谷、沙漠、極地冰帽相似。

火星上的日夜與季節更替與地球相似,因為二者的自轉週期以及自轉軸相對於黃道面的傾斜是非常相似的。火星上有太陽系所有行星上最大的火山和已知最高的山峰——奧林匹斯山和太陽系中最大的峽谷之一——水手號谷。光滑的北極盆地覆蓋了火星北半球40%的面積,可能是一個巨大的撞擊特徵。火星有兩顆體積小且形狀不規則的衛星——Pnobos和Deimos,它們可能是被俘獲的小行星,與火星特洛伊小行星尤里卡5261相似。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3.Mike Wall-漁人小P,沒有♬會死星人♡,Yo Ko

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