這種鐵礦物被稱為水鐵礦，是在火星早期寒冷潮濕的氧化條件下形成的，隨後過渡到目前的極度乾旱環境。
這張來自火星快車高分辨率立體相機的圖像顯示了黑暗背景下的火星球體。這顆行星的圓盤上有黃色、橙色、藍色和綠色的斑塊，整體呈柔和的灰色調，代表了表面不同的成分。圖片來源：ESA / DLR / FU Berlin / G. Michael / CC BY-SA 3.0 IGO。
火星以其顯著的紅色調在夜空中很容易被識別出來。
感謝過去幾十年來對地球進行研究的航天器艦隊，我們知道這种红色是由於塵埃中生鏽的鐵礦物造成的。
也就是說，火星岩石中的鐵在某個時刻與液態水或空氣中的水和氧氣發生反應，類似於地球上鐵鏽的形成方式。
數十億年來，這種生鏽的物質——氧化鐵——已經分解成灰塵，並通過風散佈到地球各地，這一過程一直持續到今天。
但氧化鐵有多種口味，火星鐵鏽的確切化學成分一直存在激烈爭論，因為它的形成方式是了解當時地球環境條件的一個窗口。
與此密切相關的是火星是否曾經適合居住的問題。
此前僅根據航天器觀測對火星塵埃中氧化鐵成分進行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一定是赤鐵礦，是在火星早期潮濕期之後數十億年的干燥表麵條件下與火星大氣反應形成的。
然而，對航天器觀測結果的新分析結合新穎的實驗室技術表明，火星的紅色與含水的鐵氧化物（稱為水鐵礦）更匹配。
水鐵礦通常在有冷水存在的情況下迅速形成，因此一定是在火星表面仍然有水時形成的。
儘管這種礦物自形成以來就被磨碎並散佈到地球各地，但至今仍保留著其水樣特徵。
布朗大學研究員阿多馬斯·瓦蘭蒂納斯博士說：“我們試圖在實驗室中使用不同類型的氧化鐵製造火星塵埃的複製品。”
“我們發現水鐵礦與玄武岩（一種火山岩）混合，最適合航天器在火星上看到的礦物。”
“火星仍然是紅色星球。只是我們對火星為什麼是紅色的理解已經改變了。”
“主要的含義是，由於水鐵礦只能在表面仍然存在水時才能形成，因此火星生鏽的時間比我們之前想像的要早。”
“此外，水鐵礦在火星目前的條件下保持穩定。”
火星標誌性的顏色源自其 46 億年曆史中的生鏽和侵蝕。圖片來源：ESA / ATG Europe / Valantinas等人.，doi：10.1038/s41467-025-56970-z。
其他研究也表明火星塵埃中可能存在水鐵礦，但目前的研究通過空間任務數據和新穎的實驗室實驗的獨特結合提供了第一個全面的證據。
作者使用先進的研磨機製作了火星塵埃的複製品，以達到相當於人類頭髮 1/100 的真實塵埃顆粒大小。
然後，他們使用與軌道航天器相同的技術分析樣品，以便進行直接比較，最終確定水鐵礦為最佳匹配。
“這項研究是從軌道和地面探索火星的國際任務艦隊的補充數據集的結果，”歐空局痕量氣體軌道飛行器（TGO）和火星快車項目科學家科林·威爾遜博士說。
火星快車對塵埃礦物學的分析表明，即使是地球上塵土飛揚的地區也含有富含水的礦物質。
由於 TGO 獨特的軌道使其能夠在不同的照明條件和角度下看到同一區域，研究人員可以解開顆粒大小和成分，這對於在實驗室中重新創建正確的灰塵大小至關重要。
來自美國宇航局火星勘測軌道飛行器的數據，以及美國宇航局火星漫遊車“好奇號”、“探路者號”和“機遇號”的地面測量數據，也有助於證明水鐵礦的存在。
“我們熱切地等待即將到來的任務的結果，例如歐洲航天局的羅莎琳德·富蘭克林漫遊者和美國宇航局/歐洲航天局的火星樣本返回，這將使我們能夠更深入地探索火星呈紅色的原因，”科林博士說。
“美國宇航局毅力號火星車已經收集並等待返回地球的一些樣本包括灰塵；一旦我們將這些珍貴的樣本帶入實驗室，我們將能夠準確測量灰塵中含有多少水鐵礦，以及這對我們了解火星上水的歷史以及生命的可能性意味著什麼。”
“這項研究是一個打開大門的機會，”布朗大學行星科學家傑克·穆斯塔德博士說。
“它讓我們有更好的機會應用礦物形成原理和條件來及時開採。”
“更重要的是毅力號目前正在從火星收集的樣本的返回。”
“當我們拿回這些信息時，我們實際上可以檢查這是否正確。”
這發現出現在日記中自然通訊。
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A·瓦蘭蒂斯等人。 2025年。在火星紅塵中檢測到水鐵礦，記錄了火星上古老的寒冷和潮濕的條件。納特·共同16, 1712;號碼：10.1038/s41467-025-56970-z
