网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

Science:火星表面首次发现天然单质硫沉积

0
分享至

硫是记录火星地质演化过程中硫循环的关键示踪元素。长期以来,火星探测任务在各类岩石与土壤中识别出的含硫物质,多以氧化态的硫酸盐为主,还原态的硫化物仅作为微量组分存在,而处于中间氧化态的单质硫(S0)始终未被证实。地球上的单质硫通常形成于高温火山或热液环境,或低温微生物还原过程,但火星盖尔陨石坑内并无活跃火山活动痕迹,也缺乏确凿的生物活动证据。那么,这些单质硫究竟从何而来?这一发现对理解火星晚期地质演化提出了新的基础科学问题。

近日,圣路易斯华盛顿大学Scott J. VanBommel联合NASA团队,在Science发表封面论文,利用“好奇号”火星车的原位探测数据,首次确认了盖尔陨石坑内Gediz Vallis(图1)中存在原位形成的天然单质硫沉积。研究团队通过系统排除地下水还原、撞击熔融与高温热液等假说,提出了一套全新的岩浆挥发分-地下冰封闭-减压出溶多过程耦合的成矿模型,为火星低温环境下的硫循环研究开启了新视角。



图1 Gediz Vallis谷底的上坡视角图

Gediz Vallis位于盖尔陨石坑中心夏普山山麓,是一条切入富集硫酸盐沉积地层的蛇形峡谷(图1)。研究团队利用火星车搭载的α粒子X射线能谱仪(APXS)对5块浅色岩石开展了原位分析,结果发现X射线荧光光谱中硫元素信号占据绝对主导,且弹性与非弹性散射X射线相对强度符合单质硫而非硫酸盐或其他硫氧化物的特征(图2)。同时,样品中缺乏火星硫酸盐中常见的钙、镁、钾、铁等阳离子(图2)。



图2 Gediz Vallis浅色石块APXS光谱分析。(A-B)以硫元素为主要成分的APXS光谱;(C)代表性APXS分析区域;(D)多点分析显示X射线散射强度梯度符合单质硫特征

更关键的是,当火星车轮子无意间压碎其中一块岩石后,裸露的新鲜断面呈现出树脂光泽与半透明淡黄色(图3),这正是天然形成的单质硫的典型宏观特征。结合高分辨率手持透镜成像仪(MAHLI)数据,研究团队确认这些石块几乎由100%的单质硫组成,仅表面覆盖少量玄武质沙尘颗粒(图2,图3)。



图3盖尔陨石坑中浅色天然单质硫的近距离照片

这一发现挑战了传统的火星硫循环认知。首先,地下水或卤水中的硫酸盐还原需要大量有机碳或一氧化碳作为还原剂,但盖尔陨石坑大气与岩石中还原碳丰度极低,且沉积地层未见大规模还原蚀变痕迹。其次,撞击熔融需温度>1460°C才能从硫酸盐沉积中释放SO2,但区域内无对应规模撞击坑,岩石也未见高温冲击变质证据。此外,高温岩浆热液虽可形成富硫流体,但Gediz Vallis及周边缺乏高温蚀变矿物,且单质硫磺质地脆弱,难以从远处高温源区完整搬运至此。最终,研究团队提出了一套与火星低温环境高度自洽的成矿模型,即岩浆挥发分-地下冰封闭-减压出溶的耦合过程。约31-28亿年前的晚西方纪至早亚马逊纪,盖尔陨石坑深部岩浆活动释放的S-O-H挥发分上升至近地表低温冻土带,被地下冰封闭形成含硫笼形物。随后,Gediz Vallis的长期侵蚀作用剥蚀了上覆沉积层,导致笼形物减压分解,释放出S-O-H蒸气。蒸气通过氧化还原反应(2H2S + SO2 → 2H2O + 3S0)在冰腔中沉淀出单质硫,冰的包裹作用还保护其免受尘埃污染,形成了观察到的近球形颗粒与后期压实的结构(图3)。

这项研究的科学价值远超单一矿物发现。首先,它证明火星低温地表下存在一条此前被忽视的非生物硫还原路径,拓展了火星硫循环的链条。其次,天然单质硫的保存需要长期低温、避光、无强氧化剂的环境,为研究火星古环境提供了新的记录靶区。最后,该模型可推广至火星其他含硫区域,为解释火星全球硫分布提供了新机制。

主要参考文献

VanBommel S J, Berger J A, King P L, et al. A native sulfur deposit in Gale crater, Mars[J]. Science, 2026, 393(6813): 820-825. (原文链接)

(撰稿:申建勋/地球与行星物理学科中心)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
京沪高铁收支出炉:运行满 15 年,总投资约 2209 亿,回本了吗?

京沪高铁收支出炉:运行满 15 年,总投资约 2209 亿,回本了吗?

抽象派大师
2026-09-15 13:35:53
美联储加息,楼市最大的变化来了

美联储加息,楼市最大的变化来了

大川东山再起
2026-09-17 15:27:08
景甜背后的金主之谜!时间回到15年前,王思聪早已道出事实

景甜背后的金主之谜!时间回到15年前,王思聪早已道出事实

文刀贰
2026-08-28 04:10:03
马琳发声,道出亚运会国乒“奇兵”,不是莎莎曼昱,而是22岁的她

马琳发声,道出亚运会国乒“奇兵”,不是莎莎曼昱,而是22岁的她

调侃国际观点
2026-09-17 07:26:39
iPhone 18 Pro系列闪电售罄:9999元一机难求

iPhone 18 Pro系列闪电售罄:9999元一机难求

快科技
2026-09-12 22:27:08
李小龙当年在武术界声名赫赫,妻子琳达却在晚年自传里提到:李小龙曾跟我坦言,世上存在一类对手会让他发自内心感到忌惮

李小龙当年在武术界声名赫赫,妻子琳达却在晚年自传里提到:李小龙曾跟我坦言,世上存在一类对手会让他发自内心感到忌惮

唠叨说历史
2026-09-16 18:12:37
狗的哪个部位最脆弱?训狗师傅告诉你:遇到恶犬扑来,千万别用脚踢,那样会让疯狗越咬越狠,记住以下几点,三两招就能制服疯狗!

狗的哪个部位最脆弱?训狗师傅告诉你:遇到恶犬扑来,千万别用脚踢,那样会让疯狗越咬越狠,记住以下几点,三两招就能制服疯狗!

扶苏聊历史
2026-09-11 16:53:42
1959年彭德怀与朱德下棋话不投机,彭德怀直言:请总司令今后莫要再来

1959年彭德怀与朱德下棋话不投机,彭德怀直言:请总司令今后莫要再来

翠羽
2026-09-16 17:15:08
拍完奥斯卡神作,他为何转头去拍第9部《生化危机》?

拍完奥斯卡神作,他为何转头去拍第9部《生化危机》?

赴一场山海啊
2026-09-17 00:08:54
子女继承父母房产要交20%遗产税?财政部早有明确回复,别再弄错了

子女继承父母房产要交20%遗产税?财政部早有明确回复,别再弄错了

说故事的阿袭
2026-09-17 13:04:53
比腐败更可怕的,是所有人都在假装岁月静好

比腐败更可怕的,是所有人都在假装岁月静好

笑熬浆糊111
2026-08-17 09:07:45
全民不接陌生电话!电诈毁掉的不只钱财,还有整个社会的信任

全民不接陌生电话!电诈毁掉的不只钱财,还有整个社会的信任

笑熬浆糊111
2026-09-10 10:30:09
甲钴胺单吃太浪费,记好这3种巧妙搭配,调理全身多种疼痛

甲钴胺单吃太浪费,记好这3种巧妙搭配,调理全身多种疼痛

薛医生课堂
2026-09-17 19:21:06
发射,打击!一觉醒来,俄海军和丹麦差点打起来了

发射,打击!一觉醒来,俄海军和丹麦差点打起来了

经点星娱
2026-09-16 14:58:19
广东高考有多难?粤西考生考上韶关学院,一家三代高高兴兴送学

广东高考有多难?粤西考生考上韶关学院,一家三代高高兴兴送学

户外阿毽
2026-09-17 13:02:58
国家卫健委主任:目前存在一些不正确的、消极的婚育观念,需要辨别并加以抵制

国家卫健委主任:目前存在一些不正确的、消极的婚育观念,需要辨别并加以抵制

西虹市闲话
2026-09-16 10:21:41
毛岸英遗孀刘思齐有多美?19岁少女时期珍贵留影,清纯可人又活泼灵动

毛岸英遗孀刘思齐有多美?19岁少女时期珍贵留影,清纯可人又活泼灵动

颜威爱历史
2026-09-04 06:45:15
10.1%客流只换来2.9%收入,入境游差在哪

10.1%客流只换来2.9%收入,入境游差在哪

报错免疫体
2026-09-15 20:05:28
明天北京将迎第一场秋雨,周六还有雨!

明天北京将迎第一场秋雨,周六还有雨!

家住石景山
2026-09-17 21:24:02
王毅同伊朗外长阿拉格齐会谈 :中伊两国是全面战略伙伴,中国也愿同伊朗加强对话合作,维护好伊朗的正当权益

王毅同伊朗外长阿拉格齐会谈 :中伊两国是全面战略伙伴,中国也愿同伊朗加强对话合作,维护好伊朗的正当权益

每日经济新闻
2026-09-17 09:11:29
2026-09-17 22:48:49
中科院地质地球所 incentive-icons
中科院地质地球所
地球科学科普平台
1051文章数 151180关注度
往期回顾 全部

头条要闻

男子称妻子转移1400万后提离婚 妻子:全用于生活和工作

头条要闻

男子称妻子转移1400万后提离婚 妻子:全用于生活和工作

体育要闻

逆转朝鲜,国足亚运队“啃老”过关

娱乐要闻

rapper赵涛恋情曝光!带甜馨妈妈散步

财经要闻

缺钱的追觅 隐藏的债务?

科技要闻

影视飓风Tim反掰iPhoneDuo被质疑

汽车要闻

猛士X700内饰公布 打造家庭泛越野智能座舱

态度原创

旅游
教育
亲子
家居
数码

旅游要闻

为什么说“有一种生活叫前滩”?记者带你提前探营

教育要闻

随迁子女入学新政10月施行不用攒积分了但这三样东西明年4月前必须备齐

亲子要闻

两根绳子能爬上去?5岁娃直接给我看呆了

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

数码要闻

台积电晶圆成本上行,消息称AMD已通知合作伙伴芯片将涨价约10%

无障碍浏览 进入关怀版