火星上的礦物學表明是寒冷而冰冷的古老氣候

來自專欄博科園

火星早期歷史上的氣候一直飽受爭議——這顆紅色的星球是溫暖而潮濕的，還是寒冷而冰冷的?發表在《伊卡洛斯》上的新研究為後者提供了證據。火星上到處都是河谷網路、三角洲和湖泊沉積物，這意味著它一定有自由流動的水，大約在40億年前。但是，過去地球深處的氣候模型並不能產生足夠溫暖的條件，使液態水能夠在地表存在。有些人試圖用我們在地球上使用的模式來模擬火星的古老氣候，真的很難做到這一點。要創造出一個溫暖的古老的火星是很困難的，因為那時太陽要微弱得多。普渡大學地球、大氣和行星科學助理教授Briony Horgan說。

研究人員預計火山在火星Sisyphi平面區域類似於地球上的冰川下的火山，如冰島的Herubrei。圖片：Purdue University photo/Sheridan Ackiss

雖然很多人都在使用氣候模型，但我們正從一個獨特的視角來看待這個問題——火星的火山記錄告訴我們什麼？在火星早期的歷史中，火山活動非常豐富。在這顆行星的一些被廣泛研究的地區，有巨大的、寬闊的火山，但是在南部高地上一個被稱為「西西菲平原」的地勢低而平坦的地區，人們所知甚少。在這裡，有超過100個被稱為Sisyphi Montes的平頂土丘，它們可能是火山的起源。當火山在地球上的冰蓋和冰川下噴發時，熱量和融水的結合創造了被稱為「圖雅斯」或「桌山」的平頂陡峭的山峰。當冰川下的火山爆發沒有破壞冰的表面時，火山的頂部保持錐形而不是變平。

在這些事件中產生的礦物學是獨特的，因為熱熔岩和冷冰川融水相互作用。Sheridan Ackiss是Purdue大學的博士研究生，也是這篇論文的第一作者。他使用了美國宇航局火星緊湊偵察成像光譜儀(CRISM)的圖像，以確定該地區的礦物構成是否與次冰川火山作用一致。CRISM可以探測到可見光範圍和波長較短的光，這有助於儀器的操作人員識別火星表面的多種礦物質。在可見光波段，光的反射方式受到鐵的強烈影響，而在紅外波段，CRISM可以從碳酸鹽、硫酸鹽、羥基和礦物晶體中的水中獲取特徵。每塊岩石都有一個特定的指紋，可以通過光的反射來識別它。

這些發現確定了該地區三種不同的礦物組合，主要是石膏、多水合硫酸鹽和一種蒙脫石-沸石-氧化鐵混合物——所有這些都與冰川環境中的火山有關。現在有兩組數據，礦物質和形態學，它們表明火星上一定在某個時間點有冰存在。這可能是火星歷史上相對較晚的時期。Ackiss的團隊希望他們的發現可以作為火星上其他有火山歷史的地區的參考點。如果研究人員能在其他地方的冰原下找到火山活動的證據，那將會使一個非常寒冷的古火星變得更加堅固。但不要害怕，太空愛好者們，這並不能消除火星上過去生命存在的可能性。即使火星是一個寒冷而冰冷的荒原，這些火山爆發與冰蓋相互作用，可能為微生物的存在創造了一個小小的快樂之地，這是你想去了解火星上生命如何存活的地方。

博科園-科學科普｜參考期刊文獻：Icarus｜來自：普渡大學