火星早期地壳比以前认为的更复杂

发表于 2025-05-04 12:42:23 来源：吞声饮恨网

这张Tithonium Chasmata的斜视图，构成了火星Valles Marineris峡谷结构的早期一部分，是地壳的更由数字地形模型和欧空局火星快车上的高分辨率立体相机的天底线和彩色通道生成的。资料来源：ESA/DLR/FU Berlin,比前 CC BY-SA 3.0 IGO
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：火星上的早期地壳可能比研究人员以前认为的更加复杂--它甚至可能与地球的原始地壳相似。火星的复杂表面是均匀的玄武岩，这是火星数十亿年的火山活动和表面流动的熔岩最终冷却的结果。科学家曾认为火星的早期地壳历史是一个相对简单的故事，因为火星没有经历像地球上大陆板块移动那样的地壳的更全面表面重塑。
但是比前在一项新的研究中，科学家们在红色星球的复杂南半球发现了一些地方，其化学元素硅的火星浓度比在一个纯粹的玄武岩环境中所预期的要高。猛烈撞击火星的早期太空岩石通过挖掘埋藏在地表下数英里的材料暴露了硅的浓度，揭示了一个深藏不露的地壳的更过去。
该研究的比前通讯作者Valerie Payré说："火星岩石成分中有更多的二氧化硅，使岩石不是复杂之前认为的玄武岩，而是我们所说的成分更进化的岩石。这告诉我们火星上的地壳是如何形成的，肯定比我们所知道的更复杂。因此，它更多的是关于理解这个过程，特别是它对地球的地壳最初如何形成意味着什么。"Payré是爱荷华大学地球和环境科学系的一名助理教授。
科学家认为火星形成于大约45亿年前。红色星球究竟是如何形成的仍然是一个谜，但有一些理论。一种观点认为，火星是通过太空中岩石的巨大碰撞形成的，这种碰撞凭借其强烈的热量，催生了完全液化的状态，也被称为岩浆海洋。该理论认为，岩浆海洋逐渐冷却，产生了一个地壳，就像一层皮肤，它将是单一的玄武岩。
由爱荷华大学地球和环境科学助理教授Valerie Payré领导的研究人员发现，火星上的早期地壳比以前认为的起源更复杂。研究人员在火星的南半球找到了九个富含一种叫做长石的矿物的地点（见上图）。长石与不止是简单的火山起源的地形有关。这一发现可能意味着火星的形成可能与地球的行星起源相似。"资料来源：爱荷华大学Valerie Payré
另一个理论是，岩浆海洋理论并不能解释一切，火星上的部分第一层地壳有不同的起源，会显示出不同于玄武岩的二氧化硅浓度。
Payré和她的研究伙伴分析了火星勘测轨道飞行器为该星球的南半球收集的数据，以前的研究表明南半球是最古老的地区。研究人员发现了九个地方--如火山口和地形的断裂--富含长石，这是一种与熔岩流相关的矿物，其硅质含量高于玄武岩。
"这是第一条线索，"Payré说。"正是因为这些地形富含长石，我们才探索了那里的二氧化硅浓度。"
以前在火星的其他地区也发现了长石，但是进一步的分析显示，这些地区的化学成分更像是玄武岩。这并没有阻止科学家们，他们转向了另一台仪器的协助，它被称为热发射成像系统，缩写THEMIS。火星奥德赛轨道飞行器上的这个仪器可以通过火星表面的红外波长反射来检测二氧化硅的浓度。通过THEMIS的数据，研究小组确定他们所选地点的地形是硅质的，而不是玄武岩的。
为了进一步证实他们的观察结果，在撒哈拉沙漠发现的Erg Chech 002等陨石显示了类似的硅质和其他矿物成分，该小组在火星上的九个地点观察到了这些陨石。
研究人员还测定了该地壳的年代约为42亿年，这将使其成为迄今为止在火星上发现的最古老的地壳。
Payré说她对这个发现感到轻微的惊讶。她说："已经有探测器在表面观察到硅质岩石多于玄武岩，因此，有想法认为地壳可能是更多的硅质。但是我们从来不知道，而且我们仍然不知道，早期地壳是如何形成的，或者它有多老，所以它仍然是一种谜。"
虽然火星的地壳起源仍然被掩盖，但地球的地壳历史就更不清楚了，因为由于数十亿年来大陆板块的移动，我们星球的原始地壳的所有残余都早已被抹去。尽管如此，这一发现可能为我们了解地球的起源提供了启示。
"我们不知道我们星球的地壳是什么时候开始的；我们甚至不知道生命是什么时候第一次出现的，"Payré说。"许多人认为这两者可能是相关的。因此，了解很久以前的地壳是什么样的，可以帮助我们了解我们星球的整个演变过程。"
Payré作为北亚利桑那大学的博士后研究人员进行了这项研究。这项名为"通过光谱学揭示火星上暴露的进化的早期地壳"的研究于11月4日在线发表在《地球物理研究快报》上。

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