陽光照耀在南極洲杰拉許海峽白雪皚皚的山峰上。圖片來源：ANDREW PEACOCK/ISTOCK.COM

意大利米蘭比可卡大學(xué)的研究人員在南極洲冰核深處發(fā)現(xiàn)了一種常見的火星礦物。這一發(fā)現(xiàn)表明，這種被稱為黃鉀鐵礬的易碎黃褐色物質(zhì)是在地球和火星上以相同的方式鍛造而成的——來自遠(yuǎn)古冰層中的灰塵。這也揭示了冰川對火星的重要性，研究人員認(rèn)為，冰川不僅雕刻了山谷，還幫助創(chuàng)造了構(gòu)成火星的物質(zhì)。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《自然—通訊》。

2004年，美國宇航空航天局“機(jī)遇號”探測器在火星上首次發(fā)現(xiàn)了黃鉀鐵礬。這一發(fā)現(xiàn)成為新聞爆點(diǎn)，因?yàn)辄S鉀鐵礬的形成需要水，以及鐵、硫酸鹽、鉀和酸性條件。但這些條件在火星上很難滿足，于是科學(xué)家們開始建立理論，解釋火星上礦物質(zhì)為何如此豐富。

一些人認(rèn)為它可能是由少量的咸水和酸性水蒸發(fā)而留下的?！暗腔鹦堑貧ぶ械膲A性玄武巖會(huì)中和酸性水分。”該研究作者、意大利米蘭比可卡大學(xué)地質(zhì)學(xué)家Giovanni Baccolo說。

另一種觀點(diǎn)認(rèn)為，黃鉀鐵礬是在數(shù)十億年前覆蓋地球的大量冰層中產(chǎn)生的。隨著時(shí)間的推移，冰原的擴(kuò)大，灰塵會(huì)在冰層中積累，并可能在冰晶之間的泥袋中轉(zhuǎn)化為黃鉀鐵礬。但這一過程在太陽系的任何地方都未曾觀測到。

在地球上，暴露在空氣和雨水中成堆的采礦廢棄物中可以找到黃鉀鐵礬，但這種情況并不常見，沒有人想到在南極洲能找到它。Baccolo是在一個(gè)1620米長的冰芯層中尋找可能表明冰河時(shí)代周期的礦物時(shí)，發(fā)現(xiàn)了奇怪的灰塵粒子，他認(rèn)為這可能是黃鉀鐵礬。

為了確認(rèn)這種礦物的身份，Baccolo團(tuán)隊(duì)測量了它是如何吸收x射線的，他們還在高倍電子顯微鏡下檢查了顆粒，確認(rèn)它是黃鉀鐵礬。研究人員表示，這些顆粒有明顯的裂紋，但沒有銳利的邊緣，這表明它們是在冰川內(nèi)的小塊區(qū)域受到化學(xué)攻擊侵蝕而成的。

“這項(xiàng)研究表明，黃鉀鐵礬在火星上以同樣的方式形成?！蔽磪⑴c該研究的美國俄克拉荷馬州大學(xué)地球化學(xué)家Megan Elwood Madden說。但她懷疑這一過程是否能解釋火星上鉀鐵礬的大量存在，“在火星上，這不僅僅是一些薄膜，這些沉積物有幾米厚?！?/p>

Baccolo承認(rèn)，冰核中只含有少量黃鉀鐵礬，是比睫毛或一粒沙子還小的顆粒。但他解釋說，火星上的灰塵比南極洲多得多，而南極洲只接收到少量來自北部大陸空氣中的灰塵和污物。“火星是一個(gè)充滿灰塵的地方，一切都被灰塵覆蓋，在合適的條件下，更多的火山灰將有利于形成更多的黃鉀鐵礬。”Baccolo說。

Baccolo希望利用南極地核來研究古代火星的冰沉積物是否為其他礦物質(zhì)的形成提供了條件。他說，黃鉀鐵礬表明冰川不僅僅是陸地“雕刻機(jī)”，可能對火星的化學(xué)組成也有所貢獻(xiàn)?！斑@只是將南極深處冰層與火星環(huán)境聯(lián)系起來的第一步?！?/p>

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-020-20705-z



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