意大利米蘭(lan) 比可卡大學的研究人員在南極洲冰核深處發現了一種常見的火星礦物。這一發現表明,這種被稱為(wei) 黃鉀鐵礬的易碎黃褐色物質是在地球和火星上以相同的方式鍛造而成的——來自遠古冰層中的灰塵。這也揭示了冰川對火星的重要性,研究人員認為(wei) ,冰川不僅(jin) 雕刻了山穀,還幫助創造了構成火星的物質。相關(guan) 研究結果發表於(yu) 《自然—通訊》。
2004年,美國宇航空航天局“機遇號”探測器在火星上首次發現了黃鉀鐵礬。這一發現成為(wei) 新聞爆點,因為(wei) 黃鉀鐵礬的形成需要水,以及鐵、硫酸鹽、鉀和酸性條件。但這些條件在火星上很難滿足,於(yu) 是科學家們(men) 開始建立理論,解釋火星上礦物質為(wei) 何如此豐(feng) 富。
一些人認為(wei) 它可能是由少量的鹹水和酸性水蒸發而留下的。“但是火星地殼中的堿性玄武岩會(hui) 中和酸性水分。”該研究作者、意大利米蘭(lan) 比可卡大學地質學家Giovanni Baccolo說。
另一種觀點認為(wei) ,黃鉀鐵礬是在數十億(yi) 年前覆蓋地球的大量冰層中產(chan) 生的。隨著時間的推移,冰原的擴大,灰塵會(hui) 在冰層中積累,並可能在冰晶之間的泥袋中轉化為(wei) 黃鉀鐵礬。但這一過程在太陽係的任何地方都未曾觀測到。
在地球上,暴露在空氣和雨水中成堆的采礦廢棄物中可以找到黃鉀鐵礬,但這種情況並不常見,沒有人想到在南極洲能找到它。Baccolo是在一個(ge) 1620米長的冰芯層中尋找可能表明冰河時代周期的礦物時,發現了奇怪的灰塵粒子,他認為(wei) 這可能是黃鉀鐵礬。
為(wei) 了確認這種礦物的身份,Baccolo團隊測量了它是如何吸收x射線的,他們(men) 還在高倍電子顯微鏡下檢查了顆粒,確認它是黃鉀鐵礬。研究人員表示,這些顆粒有明顯的裂紋,但沒有銳利的邊緣,這表明它們(men) 是在冰川內(nei) 的小塊區域受到化學攻擊侵蝕而成的。
“這項研究表明,黃鉀鐵礬在火星上以同樣的方式形成。”未參與(yu) 該研究的美國俄克拉荷馬州大學地球化學家Megan Elwood Madden說。但她懷疑這一過程是否能解釋火星上鉀鐵礬的大量存在,“在火星上,這不僅(jin) 僅(jin) 是一些薄膜,這些沉積物有幾米厚。”
Baccolo承認,冰核中隻含有少量黃鉀鐵礬,是比睫毛或一粒沙子還小的顆粒。但他解釋說,火星上的灰塵比南極洲多得多,而南極洲隻接收到少量來自北部大陸空氣中的灰塵和汙物。“火星是一個(ge) 充滿灰塵的地方,一切都被灰塵覆蓋,在合適的條件下,更多的火山灰將有利於(yu) 形成更多的黃鉀鐵礬。”Baccolo說。
Baccolo希望利用南極地核來研究古代火星的冰沉積物是否為(wei) 其他礦物質的形成提供了條件。他說,黃鉀鐵礬表明冰川不僅(jin) 僅(jin) 是陸地“雕刻機”,可能對火星的化學組成也有所貢獻。“這隻是將南極深處冰層與(yu) 火星環境聯係起來的第一步。”
相關(guan) 論文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-020-20705-z
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