研究揭示了火山歷史和火星上古代生命的線索 _火山

兩張圖片的拼接圖，顯示了在掃描和采樣了本文討論的一塊巖石后的月球車手臂。巖石本身位于右下角，清楚地顯示了收集樣品的孔。Perseverance科學團隊給這塊巖石起了一個非正式的名字“Rochette” 。來源：美國國家航空航天局/噴氣推進實驗室加州理工學院/亞利桑那州立大學
據(jù)得克薩斯農工大學（作者：Lesley Henton）：在得克薩斯州農工大學的一位科學家與人合著的一項研究中，研究人員揭示了對美國宇航局毅力號火星車著陸點Jezero隕石坑地質歷史的新見解。他們的發(fā)現(xiàn)表明，隕石坑的底部由各種富含鐵的火山巖組成，為了解地球遙遠的過去提供了一扇窗戶，也是迄今為止發(fā)現(xiàn)古代生命跡象的最近機會。
研究科學家Michael Tice博士在德克薩斯州A&M藝術與科學學院研究地球生物學和沉積地質學，他是探索火星表面的國際團隊的一員。他和他的合著者在《科學進展》上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn) 。
“通過分析這些不同的火山巖，我們對塑造火星這一地區(qū)的過程有了寶貴的見解，”Tice說。“這增強了我們對地球地質歷史及其支持生命的潛力的理解。”
用無與倫比的技術揭開火星的秘密
美國國家航空航天局最先進的機器人探測器毅力號于2021年2月18日降落在杰澤羅隕石坑，這是火星2020任務在這顆紅色星球上尋找古代微生物生命跡象的一部分。火星車正在收集火星巖石和風化層（破碎的巖石和土壤）的核心樣本，以便將來在地球上進行分析。
與此同時，像Tice這樣的科學家正在使用火星車的高科技工具來分析火星巖石，以確定它們的化學成分，并檢測可能是過去生命跡象的化合物。月球車還配備了一個高分辨率的攝像系統(tǒng)，可以提供巖石紋理和結構的詳細圖像。但Tice表示，與過去的美國國家航空航天局漫游車相比，這項技術非常先進，他們正在以前所未有的水平收集新的信息。
Tice說：“我們不僅僅是在看圖片，我們還獲得了詳細的化學數(shù)據(jù)、礦物成分，甚至微觀結構。” 。“這就像在另一個星球上擁有一個移動實驗室。”
Tice和他的合著者分析了隕石坑內的巖層，以更好地了解火星的火山和水文歷史。該團隊使用先進的光譜儀行星X射線巖石化學儀器（PIXL）分析了Jezero隕石坑內關鍵地質區(qū)域Máaz地層中巖石的化學成分和結構。PIXL的高分辨率X射線能力為研究巖石中的元素提供了前所未有的細節(jié) 。
Tice指出了該技術在徹底改變火星探測方面的重要性。他說：“每一輛前往火星的火星車都是一個技術奇跡，但這是我們第一次能夠使用X射線熒光以如此高的分辨率分析巖石。它徹底改變了我們對火星巖石歷史的看法。” 。
巖石揭示了什么
該團隊的分析揭示了兩種不同類型的火山巖。第一種是深色，富含鐵和鎂，含有輝石和斜長石等共生礦物，有證據(jù)表明橄欖石發(fā)生了蝕變。第二種類型是一種淺色調的巖石，被歸類為粗面安山巖，包括富含鉀的基質中的斜長石晶體。這些發(fā)現(xiàn)表明，火山歷史復雜，涉及多種成分各異的熔巖流。
為了確定這些巖石是如何形成的，研究人員進行了熱力學建模——一種模擬礦物固化條件的方法。他們的研究結果表明，這種獨特的成分是由高度分級結晶引起的，這是一種不同礦物在冷卻過程中從熔融巖石中分離出來的過程。他們還發(fā)現(xiàn)了熔巖可能與火星地殼中富含鐵的物質混合的跡象，進一步改變了巖石的成分。
Tice說：“我們在這里看到的過程——分離結晶和地殼同化——發(fā)生在地球上的活火山系統(tǒng)中。” 。“這表明火星的這一部分可能有長期的火山活動，這反過來可能為生命使用的不同化合物提供了持續(xù)的來源。”
這一發(fā)現(xiàn)對于了解火星的潛在宜居性至關重要。如果火星在很長一段時間內有一個活躍的火山系統(tǒng)，那么在火星早期歷史的很長一部分時間里，它也可能保持著適合生命存在的條件。
“我們精心挑選了這些巖石，因為它們包含了火星過去環(huán)境的線索，”Tice說。“當我們把它們帶回地球并用實驗室儀器進行分析時，我們將能夠就它們的歷史和潛在的生物特征提出更詳細的問題。”
火星樣本返回任務是美國國家航空航天局和歐洲航天局之間的合作項目，旨在在未來十年內將樣本帶回。一旦到達地球，科學家們將能夠使用更先進的實驗室技術來更詳細地分析它們。
Tice說，鑒于Perseverance的技術水平令人震驚，未來還有更多的發(fā)現(xiàn) 。“一些最令人興奮的工作仍在我們面前。這項研究只是一個開始。我們看到了我們從未預料到的事情，我認為在未來幾年，我們將能夠以我們從未想象過的方式深化對火星地質歷史的理解。”