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
A股中秋、国庆休市安排公布

A股中秋、国庆休市安排公布

澎湃新闻
2026-09-17 20:00:28
航母有多难养?山东舰上几千人,1天7顿饭,难怪小国养不起航母

航母有多难养?山东舰上几千人,1天7顿饭,难怪小国养不起航母

史之韵
2026-09-17 00:32:58
残酷的现实:普通人存在的意义就是干脏累苦的活,消费,不分蛋糕!

残酷的现实:普通人存在的意义就是干脏累苦的活,消费,不分蛋糕!

黯泉
2026-09-17 11:41:17
最高院:这四类诉讼无时效限制,不管过多久都能起诉!

最高院:这四类诉讼无时效限制,不管过多久都能起诉!

周军律师聊案子
2026-09-16 10:53:31
“罗永浩说野人先生难吃”冲上热搜,店员回应:不知道罗永浩是谁,价格偏贵应该是品牌的定义

“罗永浩说野人先生难吃”冲上热搜,店员回应:不知道罗永浩是谁,价格偏贵应该是品牌的定义

极目新闻
2026-09-15 12:16:02
陈建州心肌梗塞住院 大咖天王暖冲医院「亲拿尿壶」画面曝光

陈建州心肌梗塞住院 大咖天王暖冲医院「亲拿尿壶」画面曝光

ETtoday星光云
2026-09-17 18:19:02
亚运会男篮半决赛对阵:中国男篮vs东道主日本 韩国vs伊朗

亚运会男篮半决赛对阵:中国男篮vs东道主日本 韩国vs伊朗

醉卧浮生
2026-09-16 20:10:19
纪委书记家长请老师"多多关照",通报来了:依规依纪严肃处理

纪委书记家长请老师"多多关照",通报来了:依规依纪严肃处理

文青大叔说
2026-09-17 09:56:21
一场7-2,改写西甲射手榜,巴萨锋霸6轮轰入9球,超越姆巴佩,排名第1

一场7-2,改写西甲射手榜,巴萨锋霸6轮轰入9球,超越姆巴佩,排名第1

足球狗说
2026-09-17 06:21:15
DeepSeek工程师长文爆火出圈,“我不至于会失业,但必须要转业”引发大量共鸣,本人回应:并非表达失业焦虑,是想和过去的时光说句再见

DeepSeek工程师长文爆火出圈,“我不至于会失业,但必须要转业”引发大量共鸣,本人回应:并非表达失业焦虑,是想和过去的时光说句再见

大风新闻
2026-09-16 11:21:19
郁亮,出事了!

郁亮,出事了!

大佬灼见
2026-09-17 09:18:35
你有洗屁股的习惯吗?医生提醒:天天洗肛门的人或能预防4种毛病

你有洗屁股的习惯吗?医生提醒:天天洗肛门的人或能预防4种毛病

芹姐说生活
2026-08-21 22:28:55
伦纳德:这是巴恩斯的球队 我只想赢球不会争权夺位

伦纳德:这是巴恩斯的球队 我只想赢球不会争权夺位

北青网-北京青年报
2026-09-17 19:57:03
高人预测:5年后,持有“燃油车”的家庭,将面对3个现实问题

高人预测:5年后,持有“燃油车”的家庭,将面对3个现实问题

沙雕小琳琳
2026-09-17 11:20:36
德天空:萨内等8名入选了26世界杯阵容的球员落选了本期名单

德天空:萨内等8名入选了26世界杯阵容的球员落选了本期名单

懂球帝
2026-09-17 17:50:28
龙头股三连板!MLCC上游原料供给缺口加大

龙头股三连板!MLCC上游原料供给缺口加大

上海证券报
2026-09-17 13:16:12
台海该慌了!中国正研发目标130公里新炮弹,一旦成真谁最头疼?

台海该慌了!中国正研发目标130公里新炮弹,一旦成真谁最头疼?

掌秋看世界
2026-09-15 18:48:16
广汽丰田,让“遥遥领先”者汗颜

广汽丰田,让“遥遥领先”者汗颜

辣椒车讯
2026-09-17 06:51:29
何音也没想到,前夫黄志忠和柯蓝在一起15年,赢家竟是24岁的儿子

何音也没想到,前夫黄志忠和柯蓝在一起15年,赢家竟是24岁的儿子

阿讯说天下
2026-09-17 14:27:01
长征结束后,周恩来才向毛主席坦白一事,毛怒道:我当面问贺子珍

长征结束后,周恩来才向毛主席坦白一事,毛怒道:我当面问贺子珍

顾秋韵
2026-09-16 13:13:23
2026-09-17 22:27:00
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

退休副省长家中243万名酒被偷 管家获刑后举报其贪腐

头条要闻

退休副省长家中243万名酒被偷 管家获刑后举报其贪腐

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 华为技术加持打造家庭泛越野智能座舱

态度原创

艺术
手机
健康
房产
教育

艺术要闻

海因里希·伯默:德国写实风景画家

手机要闻

影视飓风Tim反向掰iPhone Duo 六成网友力挺:合理操作

剧烈头痛伴呕吐,警惕脑动脉瘤破裂

房产要闻

突发!三亚安居房出台新政!

教育要闻

新动向!名校毕业生流行回母校当老师

无障碍浏览 进入关怀版