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翻譯：王婧彧

校對：申振宇 楊宜修

審閱：李宜驊

美編：張榮娜

后臺：胡永崴

https://www.sciencedaily.com/releases/2025/02/250225122035.htm

紅色的火星和水鐵礦-玄武巖混合物

圖片來源：Valantinas et al. (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-56970-z

《自然-通訊》(Nature Communications) 期刊最新發(fā)表的一項(xiàng)研究揭示了火星標(biāo)志性紅色塵埃的成因之謎。由布朗大學(xué)和伯爾尼大學(xué)領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)通過分析火星軌道探測器、火星車數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)室模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，富含水分的鐵氧化物水鐵礦才是這顆紅色星球色彩的主因，而非學(xué)界長期認(rèn)為的干燥赤鐵礦。

"數(shù)千年來，人類始終在追問為何火星呈現(xiàn)紅色。我們的分析表明，水鐵礦不僅存在于遍布火星的塵埃中，更可能深植于巖層之中。"研究第一作者、布朗大學(xué)博士后阿多馬斯·瓦蘭蒂納(Adomas Valantinas) 解釋道。這位學(xué)者在伯爾尼大學(xué)攻讀博士期間便開啟此項(xiàng)研究，他指出雖然水鐵礦假說并非首次提出，但該團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)精準(zhǔn)復(fù)刻火星塵埃，首次為這一理論提供了觀測與實(shí)驗(yàn)雙重證據(jù)。

水鐵礦作為一種水合鐵氧化物，其形成與富水環(huán)境密不可分。在地球，這種礦物常見于火山巖風(fēng)化過程。直到現(xiàn)在，我們都不清楚它在火星地表成分中的作用，但這項(xiàng)新研究顯示，它可能是覆蓋火星地表的主要成分。

這項(xiàng)研究為火星曾擁有比當(dāng)前更濕潤的環(huán)境提供了激動(dòng)人心的線索，因?yàn)橄噍^于形成于溫暖干燥氣候的赤鐵礦，水鐵礦的穩(wěn)定存在需要液態(tài)水的參與。這意味著火星過去的環(huán)境可以維持生命必須的液態(tài)水的存在，并且在幾十億年前從潮濕的環(huán)境轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦母稍锃h(huán)境。

"我們試圖解碼的不僅是火星古代氣候與化學(xué)過程，更關(guān)乎生命存在的可能性。"正在布朗大學(xué)行星科學(xué)家杰克·穆斯塔德的實(shí)驗(yàn)室工作的瓦蘭蒂納斯(Valantinas)強(qiáng)調(diào)。"其次是宜居性問題：火星是否曾存在生命？要回答這個(gè)問題，必須了解水鐵礦形成時(shí)期的古環(huán)境條件。"瓦蘭蒂納斯指出，"這項(xiàng)研究表明，水鐵礦的形成需要氧氣（無論來自大氣或其他來源）與水共同作用于鐵元素的化學(xué)反應(yīng)環(huán)境。這與現(xiàn)今干燥寒冷的環(huán)境截然不同。當(dāng)火星風(fēng)暴裹挾著這類礦物塵埃席卷全球時(shí)，這顆星球便披上了標(biāo)志性的紅色外衣。"

研究團(tuán)隊(duì)整合了NASA火星勘測軌道飛行器與歐洲航天局火星快車、痕量氣體軌道器的軌道觀測數(shù)據(jù)，并結(jié)合好奇號、探路者號和機(jī)遇號等火星車的地面實(shí)測結(jié)果展開分析。軌道探測器和火星車搭載的儀器獲取了火星塵埃覆蓋表面的精細(xì)光譜數(shù)據(jù)。研究人員將這些數(shù)據(jù)與實(shí)驗(yàn)室模擬結(jié)果進(jìn)行比對，通過在模擬火星環(huán)境條件下測試光線與水鐵礦顆粒及其他礦物的相互作用機(jī)制，揭示了關(guān)鍵線索。

"火星塵埃粒徑極其微小，為實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)模擬，我們嚴(yán)格控制實(shí)驗(yàn)混合物的顆粒尺寸以匹配火星實(shí)際樣本。"瓦蘭蒂納斯解釋道，"利用先進(jìn)研磨設(shè)備將水鐵礦和玄武巖粉碎至亞微米級，最終粒徑僅相當(dāng)于人類發(fā)絲直徑的百分之一。實(shí)驗(yàn)混合物的反射光譜與火星軌道觀測數(shù)據(jù)及地表特征高度吻合。"

盡管突破性發(fā)現(xiàn)令人振奮，科學(xué)家們?nèi)郧逍颜J(rèn)識到，最終驗(yàn)證需等待毅力號火星車采集的樣本返回地球。"這項(xiàng)研究猶如一扇開啟的機(jī)遇之門，"穆斯塔德表示，"它讓我們能運(yùn)用礦物形成原理逆向推演火星歷史環(huán)境。但更為關(guān)鍵的是毅力號正在采集的樣本——唯有實(shí)地檢驗(yàn)這些紅色塵埃，才能真正解開火星的遠(yuǎn)古密碼。"

責(zé)任編輯：楊伯順

牧夫新媒體編輯部

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HiRISE拍攝到的火星表面

圖片來源：NASA/JPL-Caltech/University Of Arizona

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