火星上有大量的水，但是對于液態(tài)水是否普遍存在，或者液態(tài)水是否大部分被凍結在冰里，還沒有達成共識。溫度高到足以讓水流動嗎？這種情況是長期發(fā)生，還是偶爾發(fā)生？地表是沙漠還是冰凍的？溫暖的環(huán)境使生命更有可能在古火星表面獨立發(fā)展。

現(xiàn)在，對這顆紅色星球上與地球上類似沉積物的礦物沉積模式進行一項新的比較，為以下觀點提供了依據(jù)：火星早期曾有一段或更長時間由暴雨和流水主導，而后來水被凍結。

在巴塞羅那舉行的戈德施密特地球化學會議上，布里奧尼·霍根教授(普渡大學)介紹了這一發(fā)現(xiàn)。已知道活動有些時期水是自由流動的，但不知道這些時期具體是什么時候，持續(xù)了多久。對氣候條件截然不同的風化作用研究，如俄勒岡瀑布、夏威夷、冰島和地球上的其他地方，可以向我們展示氣候如何影響礦物沉積模式，就像在火星上看到的那樣。在地球上，發(fā)現(xiàn)硅沉積在冰川中，這是水融化的特征。在火星上，可以在較年輕地區(qū)發(fā)現(xiàn)類似的二氧化硅沉積。但也可以在較老地區(qū)看到類似于地球上溫暖氣候的深層土壤。

這讓我們相信，在30億到40億年前的火星上，經(jīng)歷了從溫暖到寒冷的緩慢變化，有解凍和凍結的時期。如果是這樣的話，這對于尋找火星上可能存在的生命很重要。我們知道，地球形成不久后，地球上生命的組成部分就形成了，而流動水對生命發(fā)展是必不可少的。因此，在火星上發(fā)現(xiàn)早期流動水的證據(jù)，將增加簡單生命與地球上生命在同一時間發(fā)展的可能性。研究人員希望火星2020任務能夠更仔細地觀察這些礦物，并開始準確地回答火星年輕時存在的條件。對火星表面地質的分析，支持了從溫暖氣候到寒冷氣候的趨勢，但氣候模型本身并不支持這一趨勢，因為來自年輕太陽的熱量有限。

如果研究人員的發(fā)現(xiàn)是正確的，那么需要繼續(xù)研究火星的氣候模型，可能包括一些化學或地質過程，或者其他可能使年輕火星變暖的過程。研究小組將地球的數(shù)據(jù)與美國宇航局CRISM光譜儀探測到的火星礦物進行了比較。CRISM光譜儀目前正在繞火星運行，可以遠程識別曾經(jīng)存在水的表面化學物質，還從“好奇號”火星探測器上獲取了數(shù)據(jù)。霍根教授是火星2020號計劃的聯(lián)合研究員，該計劃將于2020年7月發(fā)射，并將于2021年2月開始探索Jezero隕石坑。

斯科特·麥克倫南教授(石溪大學)評論說：這項研究特別令人興奮的地方是，它利用了來自與火星類似地區(qū)，對地球地質過程的充分理解。這一結果不僅從建立火星氣候演化模型的角度講得通，而且還證明了一種可能的機制，可以形成迄今為止“好奇號”探測車分析的所有樣本中發(fā)現(xiàn)的最有趣、最令人困惑和最不結晶的成分?；鹦巧瞎爬系纳焦染W(wǎng)絡和湖泊沉積物是液態(tài)水曾經(jīng)在火星表面大量存在的明確證據(jù)，但人們對火星的氣候是溫暖潮濕還是寒冷冰冷卻知之甚少?；鹦堑V物學記錄可能為古氣候提供新的約束條件。

新的一系列研究，從火星模擬地球地形樣本，以更好地了解氣候對風化礦物學的影響。俄勒岡級聯(lián)高寒冰期風化作用受頻繁熔融作用的驅動，水和沉積物在冰期系統(tǒng)中停留時間較短。前冰期地層中含有豐富的蝕變產(chǎn)物，包括基巖硅層和冰期沉積物中結晶性較差的硅酸鹽。南極冰原冷基邊緣基性鎂鐵質沉積物的初步結果，也顯示出結晶性較差的硅酸鹽，與瞬態(tài)熔融風化作用相一致。相反，來自暖化帶沉積物顯示晶體粘土礦物的富集。

博科園｜研究/來自：Goldschmidt Conference

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