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机遇号发现火星曾经存在“可饮用水” 40亿年前火星或有富氧大气


http://www.sciencehuman.com   科学人  网站  2013-06-22

 

机遇号发现火星曾经存在“可饮用水”

机遇号在火星上发现曾经存在pH值接近中性水体的证据

机遇号在火星上发现曾经存在pH值接近中性水体的证据

机遇号拍摄的周围火星环境

机遇号拍摄的周围火星环境

  新浪科技讯 北京时间6月9日消息,据英国天空新闻网报道,美国宇航局的科学家们表示,该局所属的机遇号火星车近日的发现表明这颗红色行星上曾经一度拥有“可饮用”的水体。

  机遇号是一辆无人的太阳能驱动漫游车,迄今这辆顽强的火星车已经在火星工作了10个年头,很多部件开始老化,患上了“关节炎”。即便如此它仍然在努力执行着各项地面的指令,在近期对一块年代古老的火星岩石“Esperance 6”进行了考察。

  其中含有的线索显示这一区域在火星地质历史早期曾经存在丰富的流动水体,在这里沉积了粘土类矿物。机遇号项目首席科学家,美国康奈尔大学地质学家史蒂夫·斯奎尔斯(Steve Squyres)表示:“这是水体与岩石相互作用的确凿证据,水体的作用显著改变了岩石的化学和矿物成分。”

  斯奎尔斯将这一发现形容为“近10年来的考察过程最重要的发现之一”,因为它展示了一种相比此前的案例非常不同的水体化学特点。而这颗红色星球现在则已经变为一片荒芜。科学家们现在相信曾经一度有大量水体流过这一区域岩层中的裂隙,在这里留下了含量异常高的粘土类矿物。

  这一分析结果暗示当初存在于此的水体可能是接近可饮用的水体,这些水体的存在可以追溯到火星诞生后最初的10亿年之内。粘土类矿物的形成环境水体pH值一般较为中性,在那之后火星上的环境逐渐变得干燥,水体酸性加大。

  机遇号携带的岩石打磨工具,α粒子X射线光谱仪以及显微成像仪向科学界们展示了丰富的信息,让他们得以不必将这些火星岩石带回地球,只需要进行现场分析便可以了解这颗行星的地质学历史。

  机遇号和它的姊妹火星车勇气号于2003年发射升空,并于2004年1月份先后降落在火星表面,按照最初的计划,这两辆火星车的任务期长度分别仅为3个月,但后来这两辆火星车的表现和寿命长度均远远超出了预期。两辆火星车在各自的着陆地点也都发现了表明火星地质历史时期存在潮湿环境的证据。

  火星上的一些最古老岩石,如“Esperance”,都拥有中性的pH值,这表明在早期火星历史上水体的化学性质可能更加适宜微生物的生存,对于生命的起源具有重要意义。

  斯奎尔斯表示对岩石“Esperance”的分析是在好几个星期时间内分7次进行的,在此期间机遇号火星车忍受着狂暴的沙尘暴,克服崎岖的地形造成的困扰,并且还经历了一次由于火星转动到太阳后方而导致的与地球之间的通讯中断。

  现在,机遇号正在火星上缓慢行进,速度是大约每天前行50米,它的目的地是大约1英里(约合1.6公里)之外一个名为“Solander Point”的新位置,那里有相比“Esperance”多10倍的岩层需要去考察分析。按照目前的进度,科学家们预期机遇号将有望在8月1日前后抵达目的地。(晨风)

    [新浪网]

陨石显示40亿年前火星或拥有富氧大气(图)

这是2000年2月8日由中国南极考察队在南极格罗夫山地区发现的火星陨石,国际编号GRV 99027

这是2000年2月8日由中国南极考察队在南极格罗夫山地区发现的火星陨石,国际编号GRV 99027

在古塞夫环形山开展考察的勇气号火星车,目前这辆火星车已经停止工作

在古塞夫环形山开展考察的勇气号火星车,目前这辆火星车已经停止工作

  新浪科技讯 北京时间6月21日消息,据英国广播公司网站报道,一项最新研究显示,在大约40多亿年前,火星大气中的氧含量可能曾经相当丰富,这远比地球上进化出富氧大气的时间要早得多。

  这正是最近一篇发表在《自然》杂志上的文章所要表达的中心思想。这篇文章对比了火星陨石中保存的火星古代纪录与今天自动探测器在火星上对岩石进行的分析之后得到了这一结论。英国牛津大学的巴纳德·伍德(Bernard Wood)博士认为这一结果与主流观点认为火星曾经是一颗温暖,湿润,宜居的星球这一观点非常吻合。但是这一看法也遭到了其它科学家的质疑。

  地球大气中高氧气含量的出现可能与生命的作用有关,而火星大气中的氧气来源则更有可能通过水的裂解产生。伍德教授和他在牛津大学的同事们检验了在地球上发现的火星陨石的化学成分,并将这一结果与美国宇航局勇气号火星车搜集的数据进行了对比。这两份样品都是火成岩(火山岩),但是两者之间却存在着地球化学方面的显著差异。举例而言,在火星古塞夫陨石坑内的岩石,其镍含量要比火星陨石中的含量高出大约5倍。

  这就提出了一个问题,那就是这些火星陨石是否的确是这颗红色星球上火山运动的典型产物?

  年轻和年老的岩石

  伍德教授表示:“我们所要证明的是,火星陨石和火星地表的火山岩都同样来自火星内部深处,但是两者之间有所差异的地方是,火星地表的岩石来自一个更加富氧的环境,这可能是由富氧物质被再循环进入内部导致的。”他说:“这项发现是一个意外,因为从地质历史的角度上来说陨石是相对年轻的,其年龄一般是在1.8亿至14亿年之间。而勇气号在火星上检测的则是一些非常古老的岩体,其年龄超过37亿年。”

  尽管研究者自己也承认,火星不同区域之间的宏观地质成分差异并无法完全予以排除,但研究组同时也在论文中指出,这种差异是由于俯冲作用导致的——也就是地表或近地表的岩石向深处循环俯冲的机制。

  牛津大学的伍德教授,詹姆斯·塔夫(James Tuff)以及乔恩·韦德(Jon Wade)共同指出在火星地质历史早期曾经存在一个富氧的时期,当时这些地表岩石被卷入了浅地表下部并在大约40亿年前经由火山喷发作用重新被带到地面。相比之下,火星陨石便可以被作为一种年轻得多的火山岩样品,来自更深的火星内部深处,因此受到这一过程的影响深度就相对较小。尽管物质在富氧环境下很容易被氧化,但这种反应也并非一定会发生。

  然而,在接受BBC记者采访时,美国新墨西哥大学弗朗西斯·麦克库宾(Francis McCubbin)教授却对此表达了自己的不同看法,他说:“我不同意这项研究的结论,即认为火星地质历史早期曾经存在过富氧的大气成分。我认为它最多只能说明当时火星的上地幔部分较之其内部深处更具有富氧环境,但这实际上并不需要更多的氧气成分来参与其中。”他说:“我同意这项工作的一个主要观点,那就是在火星内部深处存在着大量的氧化还原反应过程,并且这种机制可能对火星环境的宜居性具有重要意义,因为氧化还原反应在很多情况下可以被生命体用于获得能量或作为食物来源。”

  最后他还补充道:“另外,尽管在文章中没有详细论及,但实际上早期的氧化环境下岩浆作用也将更容易产生水,这是另一种对于宜居性至关重要的物质。”

  关于火星早期大气富氧可能性的其它解释,在接受BBC采访时伍德教授表示:“一种可能性是,火星本身一开始便是一颗具有氧化环境的行星,但这是非常不现实的。在我们的太阳系中的任何天体上或是任何一块陨石中都找不到氧化程度如此高的情况。”他说:“你并不需要很多氧气来实现这种状况,我是说你并不需要20%的大气氧含量。这需要取决于周围环境中的温度与水分含量。但是你的确需要一定程度的氧气来达成这种情况。而这种情况在当时的地球上的任何地区都没有成规模的出现,这一点非常有趣。”

  伍德教授解释称,火星的红色调正是源自其地表强烈的氧化环境。而在数十亿年前,火星可能曾经是一颗温暖,湿润,并且同样有着铁锈般地面的星球,那时的地球则还远远没有达到大气中富含氧气的地步。他说:“一种我们能想象得到的得到氧气的方式是水的裂解——火星大气中的水汽分子会与太阳辐射发生反应,分子连接断开,并分别产生氢气和氧气。这样产生的这些产物中,大部分重新结合成为水。但是其中也会有一小部分的氢气会非常活跃,它们最终逃离了火星。这样便导致了火星大气中氢的缺失,氧便出现了相对富余。由于火星的引力仅相当于地球的1/3左右,因此氢可以相当容易的逃脱。所以,相比地球,在火星地质历史早期更加容易出现氧的富集。”(晨风)

    [新浪网]

 

 

   

 

 

 

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