這種鐵礦物稱為鐵硫酸鹽,在氧化條件下在火星早期的寒冷,潮濕的時期形成,然後過渡到當前的高性ARID環境。
這張來自火星快遞高分辨率立體相機的圖像顯示了在黑暗背景上設置的火星地球。地球的磁盤具有黃色,橙色,藍色和綠色斑塊,所有斑塊都帶有整體柔和的灰色色調,代表表面的不同組成。圖片來源:ESA / DLR / FU柏林 / G. Michael / CC BY-SA 3.0 Igo。
火星在夜空中很容易通過其著名的紅色色調來識別。
多虧了過去幾十年來研究了這個星球的航天器機隊,我們知道這种红色是由於灰塵中生鏽的鐵礦物造成的。
也就是說,在火星岩石中綁定的鐵在某個時候與液態水或空氣中的水和氧氣反應,類似於地球上的鏽蝕。
在數十億年的時間裡,這種生鏽的材料(氧化鐵)已被塵土分解成灰塵,並通過風在整個星球周圍散佈,這一過程仍在繼續。
但是鐵氧化物具有多種口味,而火星鏽的確切化學反應也引起了激烈的爭論,因為它的形成方式是當時進入地球環境條件的窗口。
與之緊密相關的是火星是否曾經居住過的問題。
先前對基於航天器觀測值的火星粉塵的氧化鐵成分的研究並未發現其中含有水的證據。
因此,行星研究人員得出的結論是,這種特殊類型的氧化鐵必須是赤鐵礦,在火星早期潮濕時期之後,通過與火星大氣的反應在乾燥的表麵條件下形成。
然而,對航天器觀測的新分析與新型實驗室技術結合使用,表明火星的紅色與含水的氧化鐵(稱為鐵硫酸鹽)更好地匹配。
鐵岩通常在涼水存在的情況下迅速形成,因此當火星仍然在其表面上有水時,必須形成。
儘管自從地球形成以來,礦物都將其水的簽名一直保持到今天。
布朗大學的研究員阿多馬斯·瓦蘭蒂納斯(Adomas Valantinas)博士說:“我們試圖使用不同類型的氧化鐵在實驗室中創建一個複製品火星粉塵。”
“我們發現,鐵岩與玄武岩(一種火山岩)混合在一起,最適合飛船在火星上看到的礦物質。”
“火星仍然是紅色星球。只是我們對為什麼火星變紅的理解已經改變。”
“主要的含義是,因為只有在表面上仍然存在水時,鐵硫酸鹽才能形成,所以火星比我們以前想像的要早得多。”
“此外,在當今的火星條件下,富林水溶液保持穩定。”
火星在其46億年曆史上的生鏽和侵蝕的結合中獲得了標誌性的色彩。圖片來源:ESA / ATG歐洲 / Valantinas等。,doi:10.1038/s41467-025-56970-Z。
其他研究還表明,鐵素水溶液可能存在於火星塵埃中,但是當前的研究通過空間任務數據和新型實驗室實驗的獨特組合提供了第一個全面的證明。
作者使用先進的磨床製作了副本火星粉塵,以實現相當於1/100人類頭髮的逼真的灰塵粒度。
然後,他們使用與軌道航天器相同的技術分析了樣品,以進行直接比較,最後將鐵硫酸鹽識別為最佳匹配。
ESA的Trace Gas Orbiter(TGO)和Mars Express項目科學家Colin Wilson博士說:“這項研究是來自國際任務的互補數據集的結果。”
火星對粉塵的礦物學的分析有助於表明,即使是地球的高度塵土區域也包含水豐富的礦物質。
得益於TGO的獨特軌道,該軌道使其能夠在不同的照明條件和角度看到相同的區域,因此研究人員可以脫離粒徑和組成,這對於重新創建實驗室中正確的灰塵尺寸至關重要。
NASA火星偵察軌道的數據,以及NASA火星漫遊者的好奇心,探路者和機會的地面測量,也有助於為鐵液造影。
科林說:“我們熱切地等待著即將到來的任務,例如ESA的Rosalind Franklin Rover和NASA/ESA MARS樣本返回,這將使我們能夠更深入地探究使Mars Red的變化。”
“ NASA的毅力漫遊者已經收集的一些樣本並等待重返地球,包括灰塵;一旦我們將這些珍貴的樣品進入實驗室,我們將能夠準確地衡量灰塵所包含的鐵礦,這對我們對火星的水歷史以及生命的可能性以及生命的可能性意味著什麼。”
布朗大學的行星科學家傑克·芥末(Jack Mustard)博士說:“這項研究是一個開門的機會。”
“這使我們有一個更好的機會應用礦物形成原則和條件,以及時恢復。”
“不過,更重要的是,從毅力中收集的火星樣品的返回。”
“當我們取回這些時,我們實際上可以檢查一下這是否正確。”
這發現出現在期刊上自然通訊。
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A. Valantinas等。 2025年。在火星紅塵中檢測鐵硫酸鹽,記錄了火星上古老的寒冷和潮濕的條件。常見的nat16,1712; doi:10.1038/s41467-025-56970-Z