火星上的“遗忘之海”

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原作：Samantha Mathewson

翻译：李远哲

校译：牧夫天文校对组

编排：李远哲 张雨荷

后台：李子琦

原文链接：https://www.space.com/astronomy/mars/significant-areas-of-mars-may-have-once-been-covered-by-water-scientists-find-hidden-clue-in-spirit-rover-data

勇气号火星漫游车 (图片来源: NASA/JPL-Caltech/Cornell)

科学家对勇气号火星车采集的数据进行了一项新的分析，并发现了此前被忽视的结晶赤铁矿与蚀变磁铁矿痕迹。

在 NASA 勇气号火星车开启火星探索的二十多年后，科学家从它的存档数据中发现了一条隐藏线索，进一步佐证这颗红色星球曾经富含液态水。

具体来说，研究人员重新分析了勇气号在 2004 至 2010 年间采集的测量数据，发现在普通火星土壤中存在大量结晶赤铁矿和蚀变磁铁矿的痕迹。这类含铁矿物表明远古时期发生过化学反应符合水与岩石相互作用的特征。澳大利亚伊迪斯科文大学（ECU）发布的一份声明称，该研究结果表明，液态水在火星上的分布范围可能比科学家此前设想的更为广阔。

报告提到，研究团队整合了古谢夫撞击坑内 32 处未受扰动土壤点位的数百组独立测量数据。勇气号于 2004 年 1 月在此处着陆，团队据此绘制出迄今为止针对普通火星土壤最为详尽的铁矿物分布图谱。

该研究的第一作者伊迪斯科文大学教授保罗・德・索萨在声明中表示：“在普通火星

土壤中找到了结晶赤铁矿是这次分析中最重要的发现之一。这种矿物的广泛存在不仅说明火星曾经有水，还意味着火星大片区域或许曾被水体覆盖（即大海）。”

长期以来，结晶赤铁矿都被视作火星远古存在水体最有力的矿物证据之一。尽管它也可由火山活动或热液活动形成，但通常产生于含铁岩石与液态水发生相互作用之时。

结晶赤铁矿（Fe2O3）,也就是是氧化铁

这一发现意义尤为重大，因为以往的分析得出结论本来是勇气号着陆点基本不存在结晶赤铁矿。研究人员表示，在火星车单次测量中，该矿物的信号过于微弱，难以被识别出来。但研究团队在整合任务期间采集的数千份光谱数据后，成功从背景噪声中提取出了这一信号。

研究人员还识别出了蚀变磁铁矿。这说明火星土壤原本的火山矿物随时间发生了化学转变。蚀变磁铁矿与结晶赤铁矿都为水在重塑火星地表过程中发挥重要作用这一论点提供了新证据。而且，由于火星大部分地区都覆盖着类似的沙尘与土壤，该研究的意义远不止局限于古谢夫撞击坑（勇气号的落点），暗示和水相关的化学过程在火星全域的分布，可能比过去所认为的更加普遍。

磁铁矿（Fe3O4），蚀变磁铁矿即发生蚀变的磁铁矿

越来越多的证据表明，火星曾经的宜居性远高于现在，本次研究结果又为此添上一笔。执行任务期间，勇气号就在哥伦比亚丘陵发现过水蚀岩石与矿物；之后 NASA 的好奇号火星车找到证据，证明盖尔撞击坑曾经存在存续许久的湖泊。近期，毅力号火星车一直在杰泽罗撞击坑探索一处远古河流三角洲遗迹，科学家希望借此探明这片环境是否曾经可以孕育微生物生命。

机遇号于2004年发现的火星蓝莓（Martian blueberries），即结晶赤铁矿因伪彩色图像呈蓝调，得名 “蓝莓”，

那么问题来了，火星是怎么失去自身海洋的呢？

有假说认为，约40亿年前火星的内核还是熔融液态铁，对流产生全球性偶极磁场，像防护罩偏转太阳风带电粒子，保护大气。（可以理解为当今地球的磁场作用）

不幸的是，火星体积小，散热快；内核快速冷却凝固，行星发电机停止，全球磁场在39 亿年前彻底消失，只残留局部岩石剩磁。

而没有了磁场屏障，太阳风（高能带电粒子流）直接轰击火星高层大气，紫外辐射把大气分子电离；太阳风电场加速离子，把大气中的氧、氢、二氧化碳离子 “卷走” 抛入太空。而水被紫外线拆解成氢、氧。氢大量逃逸，氧也随太阳风流失。大气压力持续下降，温室效应崩塌，地表液态水逐步消失。

火星可能“弄丢”了自己的大气层和海洋

细微的矿物记录着火星的变迁。各种证据表明火星远古曾存在大范围液态水环境。然而曾经温暖湿润的火星还是逐步演化为了寒冷干旱的荒漠。倘若多些时间，是否会有独立的生命出现？我们不得而知。

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责任编辑：张雨荷

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塔塔科亚沙漠上空的红色精灵