文章簡(jiǎn)介：科學(xué)家探測(cè)到火星隕石坑中的撞擊玻璃

THE GLINT OF MARTIAN GLASS

科學(xué)家們?cè)诨鹦堑沫h(huán)形山中發(fā)現(xiàn)了玻璃，這是撞擊過程中產(chǎn)生的巨熱融化了火星表層形成的。

就像每個(gè)人在青春期長(zhǎng)的痘痘一樣，火星表面布滿了痘坑一樣的環(huán)形山，數(shù)不清的撞擊使得它的表面?zhèn)劾劾?。?dāng)一個(gè)碰撞物高速撞上火星的時(shí)候，會(huì)融化掉所經(jīng)之處的巖石，如果冷卻的足夠快——更直接點(diǎn)說就是，當(dāng)這個(gè)融化的材料接觸到古老火星上的巖石和冰冷的空氣——玻璃形成了！

但是迄今為止，行星學(xué)家還沒有證實(shí)火星上有沖擊玻璃的存在。實(shí)際上，很多科學(xué)家都見過玻璃，2012年，波拉尼·哈根和吉姆·比爾（他倆當(dāng)時(shí)都在美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)）觀測(cè)到大量的玻璃保留在北極沙海，橫穿了整個(gè)北部平原，覆蓋了大概1千萬平方公里（4百萬平方英尺）。“但是，他們此時(shí)仍不知道這個(gè)巨大之物源自何方，而且很難解釋如此大量的玻璃都是由撞擊造成的，因此，他們的矛頭轉(zhuǎn)向火山爆發(fā)?！惫f到。（火星在青年時(shí)期有大量的活火山。）

Credit: NASA / JPL-Caltech / JHUAPL / University of Arizona?

在火星的一些火山口和阿爾加隕石坑附近（火山口中心峰如上圖所示），科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了保存完好的沖擊玻璃的沉積層（綠色），同時(shí)發(fā)現(xiàn)的還有一些礦物質(zhì)，輝石（藍(lán)色），橄欖石（紅色）。地形模型和顏色編碼來自NASA火星勘測(cè)軌道飛行器，垂直方向標(biāo)尺拉長(zhǎng)2倍。

現(xiàn)在，我們似乎終于在火星上找到了撞擊形成的玻璃。為了驗(yàn)證這種猜想，凱文·坎農(nóng)和他的導(dǎo)師約翰·馬斯德塔（都是布朗大學(xué)）想到了一種創(chuàng)造性的方式，他們把實(shí)驗(yàn)室工作和在航天器的發(fā)現(xiàn)結(jié)合，利用光譜對(duì)這種材料進(jìn)行驗(yàn)證。

由于玻璃和礦物吸收光線的波長(zhǎng)頻段是不同的，研究者可以通過光譜圖對(duì)這兩種東西進(jìn)行區(qū)分。因此，坎農(nóng)隨即調(diào)配了一種與在火星上發(fā)現(xiàn)的成分類似的巖石粉末，然后灼燒進(jìn)行玻璃制備測(cè)試。通過在地球上人為的復(fù)制這種“火星”玻璃，坎農(nóng)最終確定了這種材料的光譜圖。

然后，該團(tuán)隊(duì)在火星上挑選了幾個(gè)保存完好的撞擊坑，并且在NASA那邊的火星軌道探測(cè)器上得到了極好的廣譜數(shù)據(jù)。他們構(gòu)建了一種算法，能夠從原始坑中反射出來的混亂光線中分辨出玻璃的信號(hào)，從而精確探測(cè)到玻璃的存在。

該團(tuán)隊(duì)在地質(zhì)期刊上發(fā)表論文，其中提到，這些玻璃表現(xiàn)出來的特性與沖擊誘發(fā)玻璃化的特點(diǎn)相匹配，有時(shí)甚至保存著沖擊融化以后的鋒利邊緣（比如阿爾加隕石坑），或者包含在薄薄覆蓋在地表上的溶體中（比如里奇隕石坑）。

“這實(shí)在是太棒了！”哈根說道（如今在普渡大學(xué)）。檢測(cè)到玻璃廣譜信號(hào)是一個(gè)非常大的挑戰(zhàn)，她解釋了一下。玻璃是半透明的，所以并不能很好的吸收光線。另一方面，這些玄武巖中常見的=富鐵礦石，像橄欖石和輝石，也會(huì)出現(xiàn)在隕石坑中，它們能夠吸收更多的光線，產(chǎn)生的吸收廣譜帶更深更容易被發(fā)現(xiàn)。她繼續(xù)說道“相比之下，富鐵礦石吸收了更多的光線，它們的信號(hào)很容易就覆蓋了玻璃的信號(hào)。”

發(fā)現(xiàn)玻璃是很令人振奮的，這是保存最完美的來自遠(yuǎn)古生物的信號(hào)，有點(diǎn)像是古老蟲子和琥珀的結(jié)合。之前在探討火星成果的時(shí)候，一些人高喊“探索生命的意義”，我總是嗤之以鼻，現(xiàn)在，真香。我們之前探討過，好奇者號(hào)正在探索的黏土層是尋找生命的最好之地，因?yàn)轲ね聊軌虬鸦４娴暮芎谩?/p>

“撞擊的熔融物要是冷卻的很慢，會(huì)融化掉包裹在里面的有機(jī)物”，他說。此外，玻璃對(duì)于微生物是很友好的。就微生物繁殖來說，玻璃中的化學(xué)鍵有脆化的傾向，因此微生物更容易在里面打洞。

如果在形成玻璃的同時(shí)，周圍環(huán)境比較濕潤(rùn)，神奇的事情就發(fā)生了。古代火星有相當(dāng)多的水，這些湖的遺址大部分在隕石坑中，這些隕石坑與坎農(nóng)和馬斯德塔研究的隕石坑有重疊的。但是，即使是玻璃在形成之后和水發(fā)生了某些反應(yīng)，但是研究小組并沒有發(fā)現(xiàn)這些水使玻璃發(fā)生改變的證據(jù)。因此，仍然不清楚有有大的希望能在這些地方捕捉到死亡的微生物。

盡管如此，火星2020漂流者號(hào)的擬定著陸點(diǎn)仍然選在了一個(gè)玻璃隕石坑——哈格雷福斯的附近。這個(gè)行動(dòng)的目的是采集土壤和巖石樣本，為以后的開采任務(wù)做好準(zhǔn)備。但是到目前為止，樣品返回航天器仍然只是行星科學(xué)家的靈光一閃。

哈根講到，客觀的說，科學(xué)家能夠利用這種光譜分析在火星，甚至在其他的星球上找到其他種類的礦物質(zhì)。地球上很難找到保存完好的隕石坑，在火星或者其他什么地方做這種研究能夠幫助我們更好的了解沖擊產(chǎn)生的各種物質(zhì)——玻璃質(zhì)的沖擊沉積物有多少，它們最終在隕石坑的哪個(gè)位置形成——還有這些玻璃質(zhì)的沉積物如何影響從地表下方挖出的材料。

BY: CAMILLE M. CARLISLE

FY: 掉渣餅

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