越來越多的證據表明,火星曾經泥濘潮濕,佈滿湖泊和海洋,這些湖泊和海洋拍打著海岸線並沉積了沉積物,即使在你讀到這些文字的時候,在現在乾燥和塵土飛揚的表面上滾動的機器人正在仔細檢查這些沉積物。
那裡有水。我們知道是這樣。但要將其發生的時間、方式以及去向拼湊起來,就有點難以弄清楚了。但我們剛剛得到了一條重要線索:一顆 1100 萬年前從火星噴出並隨後到達地球的隕石揭示了不到 10 億年前火星上存在液態水。
根據對拉法葉隕石的最新分析,其中的礦物質是在 7.42 億年前的水存在下形成的。這是火星水相礦物測年的真正突破,並且表明,有時火星可能仍然有點潮濕。
“因此,對這些礦物進行年代測定可以告訴我們,在火星過去的地質歷史中,火星表面或附近何時存在液態水。”地球化學家瑪麗莎‧特倫布萊說美國普渡大學博士。
「我們對火星隕石拉法葉中的這些礦物進行了年代測定,發現它們形成於7.42億年前。我們認為此時火星表面並不存在豐富的液態水。相反,我們認為這些水來自附近火星的融化。
所討論的材料之一是一種叫做伊丁網站,由火山玄武岩在液態水存在下形成。拉法葉隕石含有伊丁位點,本身偶然含有氬內含物。
礦物測年可能有點棘手,但隨著技術的進步,我們在這方面已經做得越來越好。一種稱為放射性定年法的技術可用於氬的同位素以獲得元素形成時間的精確記錄。鉀的放射性衰變產生氬氣;但是,當不存在鉀時,仍然可以透過同位素 argon-40 的單一樣品來測定年代。
這是因為當 argon-40 在核反應器中受到輻射時,產生的較輕同位素 argon-39 的量取決於最初存在的鉀的量。這意味著產生的 argon-39 可用作鉀的替代品;而且,由於鉀以已知的速度衰變,這意味著科學家可以計算出岩石形成以來已經過去了多長時間。
研究人員在拉斐特隕石的一個小樣本上使用了這項技術,以計算出水和岩石相互作用形成伊丁點以來已經有多久了。
在撞擊事件中從火星彈出,穿過太陽系,然後通過大氣層落入地球,在下降過程中被加熱,也可以改變岩石。研究人員能夠對隕石在長途旅行中經歷的溫度變化進行建模和解釋,並確定它們會對樣本的表觀年齡產生什麼影響(如果有的話)。
「[估計的]年齡可能受到拉斐特隕石從火星噴出的撞擊、拉斐特在太空漂浮 1100 萬年期間經歷的加熱,或者拉斐特墜落到地球並燒毀時經歷的加熱的影響。地球大氣層中的一點點,”特倫布萊 說。
“但我們能夠證明,這些因素都不會影響拉斐特水蝕變的年齡。”
這些發現對火星上水分的已知日期提出了新的限制。研究小組還發現,新的日期恰逢火星火山活動加劇的時期。這種活動現在看起來安靜多了,但火星洞察號著陸器最近的觀測表明,還有更多的活動比它的。
但這些結果不僅對我們對火星的理解有影響。該團隊的技術在理解太陽系方面具有更廣泛的潛力,包括開放的、緊迫的問題,數十億年前。
“我們已經展示了一種強有力的方法來測定隕石中蝕變礦物的年代,該方法可以應用於其他隕石和行星體,以了解液態水何時可能存在。”特倫布萊 說。
該研究發表於地球化學觀點快報。