隕石化石表明，在火星上，深海生物的多樣性經(jīng)受住了時(shí)間的考驗(yàn)

2023.04.08 云南

這一發(fā)現(xiàn)表明，全球巖漿海洋可能很久以前就沒有覆蓋過這顆紅色星球。

從NASA海盜號任務(wù)軌道上看到的火星，圖片來源：美國國家航空航天局/美國噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室

亞利桑那大學(xué)月球與行星實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)助理教授杰西卡·巴恩斯在一份聲明中說:“火星內(nèi)部的這兩種不同的水源可能會(huì)告訴我們，哪些物質(zhì)可以合并成內(nèi)部的巖石行星?！?/p>

“這一背景對于了解火星過去的宜居性和天體生物學(xué)也很重要，”巴恩斯補(bǔ)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巖石。在20世紀(jì)90年代中期，一組研究人員宣布他們在ALH84001發(fā)現(xiàn)了火星生命的有力證據(jù)。直到今天，大多數(shù)其他的科學(xué)家還沒有被說服，這種說法仍然有爭議。

巴恩斯和她的團(tuán)隊(duì)測定了Black Beauty和ALH84001的氫同位素組成，這兩種物質(zhì)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(shù)不同的元素的變體。例如，“正?！彼械臍湓雍酥袥]有中子，而氘中的氫，或“重水”中只有一個(gè)。

多年來對火星隕石的研究發(fā)現(xiàn)了各種各樣的氫同位素比率。但是，發(fā)表在《自然地球科學(xué)》雜志網(wǎng)絡(luò)版上的一項(xiàng)新研究中，巴恩斯和她的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，“黑色之美”和ALH84001的正常氫含量和重氫含量非常相似。

這個(gè)比例與在更年輕的巖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(shí)間里，在氫同位素方面，火星上并沒有發(fā)生太大的變化。此外，同位素比率大約是地球地殼巖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(xué)家們表示，火星大氣如此“分餾”，是因?yàn)閬碜蕴柕膸щ娏Ｗ觾?yōu)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(diǎn)奇怪，”巴恩斯談到了新的結(jié)果?！拔覀冊撊绾谓忉屧诨鹦谴髿獗环逐s處的分界線，而地殼卻在地質(zhì)時(shí)期基本保持不變？”

研究人員長期以來一直認(rèn)為火星地?！〉貧は碌暮駧r層——其氫同位素比值與地球的相似。巴恩斯說，所以認(rèn)為在火星隕石中所觀察到的同位素比值的變化，是由于陸地污染或火星大氣的改變所造成的，因?yàn)閹r石在強(qiáng)大的撞擊下被炸開，飛向太空。（畢竟地殼巖石應(yīng)該與地幔巖石相似；地殼是由內(nèi)部物質(zhì)至表面，經(jīng)冷卻和固化構(gòu)成的。）

但研究人員說，火星和地球之間地幔的相似性是根據(jù)一項(xiàng)關(guān)于隕石的研究推斷出的，該隕石被認(rèn)為起源于火星的地幔。也許是時(shí)候重新思考一下了。

“火星隕石基本散布在各個(gè)地方，因此試圖弄清楚關(guān)于火星地幔中的水，這些樣本到底告訴了我們什么，一直是個(gè)挑戰(zhàn)，”巴恩斯說道。“事實(shí)上我們的地殼數(shù)據(jù)差異如此之大，這促使我們回顧了科學(xué)文獻(xiàn)并仔細(xì)檢查了數(shù)據(jù)?！?/p>

該分析表明，兩種不同類型的火星火山巖，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，這些巖石很有可能代表了不同的物質(zhì)來源——火星內(nèi)部不同的水源。

研究人員在新研究中寫道，“因此，這些特征可能是繼承自火星的主要構(gòu)造塊，這意味著火星地幔幾乎總是非均質(zhì)的，因?yàn)樗谖e、分化和隨后的熱化學(xué)演化過程中，混合得不充分?！?/p>

如果這是真的，那么與地球和月球不同的是，火星誕生后不久可能并沒有表現(xiàn)出全球性液態(tài)巖石海洋的特征。研究人員說，一個(gè)全球性的巖漿海洋可能會(huì)將所有東西混合在一起，抹除獨(dú)特的同位素特征。