这种铁矿物称为铁硫酸盐,在氧化条件下在火星早期的寒冷,潮湿的时期形成,然后过渡到当前的高性ARID环境。
这张来自火星快递高分辨率立体相机的图像显示了在黑暗背景上设置的火星地球。地球的磁盘具有黄色,橙色,蓝色和绿色斑块,所有斑块都带有整体柔和的灰色色调,代表表面的不同组成。图片来源:ESA / DLR / FU柏林 / G. Michael / CC BY-SA 3.0 Igo。
火星在夜空中很容易通过其著名的红色色调来识别。
多亏了过去几十年来研究了这个星球的航天器机队,我们知道这种红色是由于灰尘中生锈的铁矿物造成的。
也就是说,在火星岩石中绑定的铁在某个时候与液态水或空气中的水和氧气反应,类似于地球上的锈蚀。
在数十亿年的时间里,这种生锈的材料(氧化铁)已被尘土分解成灰尘,并通过风在整个星球周围散布,这一过程仍在继续。
但是铁氧化物具有多种口味,而火星锈的确切化学反应也引起了激烈的争论,因为它的形成方式是当时进入地球环境条件的窗口。
与之紧密相关的是火星是否曾经居住过的问题。
先前对基于航天器观测值的火星粉尘的氧化铁成分的研究并未发现其中含有水的证据。
因此,行星研究人员得出的结论是,这种特殊类型的氧化铁必须是赤铁矿,在火星早期潮湿时期之后,通过与火星大气的反应在干燥的表面条件下形成。
然而,对航天器观测的新分析与新型实验室技术结合使用,表明火星的红色与含水的氧化铁(称为铁硫酸盐)更好地匹配。
铁岩通常在凉水存在的情况下迅速形成,因此当火星仍然在其表面上有水时,必须形成。
尽管自从地球形成以来,矿物都将其水的签名一直保持到今天。
布朗大学的研究员阿多马斯·瓦兰蒂纳斯(Adomas Valantinas)博士说:“我们试图使用不同类型的氧化铁在实验室中创建一个复制品火星粉尘。”
“我们发现,铁岩与玄武岩(一种火山岩)混合在一起,最适合飞船在火星上看到的矿物质。”
“火星仍然是红色星球。只是我们对为什么火星变红的理解已经改变。”
“主要的含义是,因为只有在表面上仍然存在水时,铁硫酸盐才能形成,所以火星比我们以前想象的要早得多。”
“此外,在当今的火星条件下,富林水溶液保持稳定。”
火星在其46亿年历史上的生锈和侵蚀的结合中获得了标志性的色彩。图片来源:ESA / ATG欧洲 / Valantinas等。,doi:10.1038/s41467-025-56970-Z。
其他研究还表明,铁素水溶液可能存在于火星尘埃中,但是当前的研究通过空间任务数据和新型实验室实验的独特组合提供了第一个全面的证明。
作者使用先进的磨床制作了副本火星粉尘,以实现相当于1/100人类头发的逼真的灰尘粒度。
然后,他们使用与轨道航天器相同的技术分析了样品,以进行直接比较,最后将铁硫酸盐识别为最佳匹配。
ESA的Trace Gas Orbiter(TGO)和Mars Express项目科学家Colin Wilson博士说:“这项研究是来自国际任务的互补数据集的结果。”
火星对粉尘的矿物学的分析有助于表明,即使是地球的高度尘土区域也包含水丰富的矿物质。
得益于TGO的独特轨道,该轨道使其能够在不同的照明条件和角度看到相同的区域,因此研究人员可以脱离粒径和组成,这对于重新创建实验室中正确的灰尘尺寸至关重要。
NASA火星侦察轨道的数据,以及NASA火星漫游者的好奇心,探路者和机会的地面测量,也有助于为铁液造影。
科林说:“我们热切地等待着即将到来的任务,例如ESA的Rosalind Franklin Rover和NASA/ESA MARS样本返回,这将使我们能够更深入地探究使Mars Red的变化。”
“ NASA的毅力漫游者已经收集的一些样本并等待重返地球,包括灰尘;一旦我们将这些珍贵的样品进入实验室,我们将能够准确地衡量灰尘所包含的铁矿,这对我们对火星的水历史以及生命的可能性以及生命的可能性意味着什么。”
布朗大学的行星科学家杰克·芥末(Jack Mustard)博士说:“这项研究是一个开门的机会。”
“这使我们有一个更好的机会应用矿物形成原则和条件,以及时恢复。”
“不过,更重要的是,从毅力中收集的火星样品的返回。”
“当我们取回这些时,我们实际上可以检查一下这是否正确。”
这发现出现在期刊上自然通讯。
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A. Valantinas等。 2025年。在火星红尘中检测铁硫酸盐,记录了火星上古老的寒冷和潮湿的条件。常见的nat16,1712; doi:10.1038/s41467-025-56970-Z