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44億年前的“時間膠囊”,揭示了遠(yuǎn)古火星上的秘密

在太陽系的廣袤空間里,分布著大量的小行星,雖然這些小行星大小不一,起源也各不相同,但是它們卻有一個共同的特征,那就是它們通常都非常古老,并且其內(nèi)部的絕大部分物質(zhì)不會隨著時間的推移而改變,也就是說,它們會一直保持著其成為小行星那一刻的樣子,正因?yàn)槿绱?,它們也被人們形象地稱為“時間膠囊”。

幾乎每一天都有小行星撞向地球,雖然地球擁有濃密的大氣層,能夠與“來襲”的小行星產(chǎn)生劇烈的相互作用,從而讓它們在高溫中大量的消耗質(zhì)量,但是偶爾還是會有一些個頭較大的小行星突破地球的這層防御,它們散落在地球表面的殘骸,就是我們通常所講的隕石。當(dāng)我們研究這些隕石的時候,就相當(dāng)于打開了塵封已久的“時間膠囊”,從中我們可以得知宇宙中那些遙遠(yuǎn)的往事。

44億年前,一個小天體與遠(yuǎn)古火星發(fā)生了撞擊,在猛烈的撞擊過程中,火星上的巖石被撞得四分五裂,碎塊到處飛濺,以至于有一些巖石碎塊直接飛出了火星,從離開火星的那一刻起,這些巖石碎片就成為了“時間膠囊”。

這些44億年前的“時間膠囊”在太陽系中漫無目的地游蕩,直到有一天,它們中的一部分闖入了地球的大氣層,其中至少有兩個墜落在撒哈拉沙漠中,幾年前,人們發(fā)現(xiàn)了這兩塊隕石,并將它們分別命名為“NWA 7034”和“NWA 7533”,而就是這兩塊來自撒哈拉沙漠的“時間膠囊”,揭示了44億年前火星上的秘密。

(示意圖)

在之前對火星的探測和研究工作中,科學(xué)家們早已確定在遠(yuǎn)古火星上存在過大量的液態(tài)水,但關(guān)于“這些水是怎么來的,又是何時出現(xiàn)在火星上”這一系列的問題,目前科學(xué)界并沒有給出確定的結(jié)論。

但有一個認(rèn)同度較高的觀點(diǎn)認(rèn)為,遠(yuǎn)古火星上的水應(yīng)該是由太陽系外圍的富含水的小天體帶來的,根據(jù)這種觀點(diǎn)可以推測出,火星上的水應(yīng)該出現(xiàn)于大約37至42億年前??梢钥吹?,如果該觀點(diǎn)是正確的,那么在這兩塊隕石里就不應(yīng)該有水。

44億年前的“時間膠囊”,揭示了遠(yuǎn)古火星上的秘密

(遠(yuǎn)古火星想象圖)

近日(2020年10月30日),一篇由哥本哈根大學(xué)環(huán)球?qū)W院恒星與行星形成中心的研究團(tuán)隊(duì)在《科學(xué)進(jìn)展》上發(fā)表的論文卻表明,事實(shí)上并不是這樣,因?yàn)樗麄冊凇癗WA 7533”的樣本中發(fā)現(xiàn)了水存在過的痕跡。

根據(jù)介紹,在對“NWA 7533”的樣本進(jìn)行了四種不同的光譜分析之后,該團(tuán)隊(duì)的研究人員發(fā)現(xiàn)了樣本中的鐵鎂質(zhì)熔巖經(jīng)歷了大量的Fe-Ti氧化物分級分離,而通常來講,這種情況只可能出現(xiàn)在液態(tài)水存在的情況下,因此他們最終得出了這個“令人興奮的結(jié)論”。

我們都知道,液態(tài)水是所有已知生命的重要物質(zhì)基礎(chǔ),而來自撒哈拉沙漠的“時間膠囊”則揭示了,早在44億年以前遠(yuǎn)古火星上就應(yīng)該存在著液態(tài)水,比之前的推測提前了2到7億年,這就意味著,在火星上演化出生命的可能性比之前估計(jì)的更大了。

研究人員認(rèn)為,火星上的水出現(xiàn)得比想象中的早,表明了水可能是行星形成時產(chǎn)生的“自然副產(chǎn)品”,這對有關(guān)“行星如何演化”、“行星上的水從何而來”以及“地外生命”等相關(guān)理論都具有重要的意義。

需要指出的是,此次研究發(fā)現(xiàn)的意義并不是僅限于火星,比如說我們的地球也與火星一樣是太陽系內(nèi)側(cè)的巖石行星,而且地球與火星的形成機(jī)制幾乎是完全相同,也就是說,如果火星在44億年前就有水的話,那么地球也應(yīng)該同樣如此。

參考資料:

Early oxidation of the martian crust triggered by impacts,Science Advances 30 Oct 2020: Vol.6, no.44

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