北京
长期以来，火星表面留下的古老河道和湖泊痕迹，让科学家们相信这颗红色星球曾经拥有过温暖湿润的环境。然而，这些水体究竟何时消失？气候转冷的过程又是如何发生的？一直存在争议。
如今，NASA好奇号（Curiosity）漫游车的最新研究给出了重要线索：血赤铁矿（hematite）中的单个晶体，可以作为记录火星古代气候变化的矿物学标记。
这项研究于近日发表在顶级期刊《Science》上，通过分析好奇号在盖尔陨石坑（Gale Crater）不同海拔采集的20个岩石样本，科学家们发现了血赤铁矿晶体大小和伴生矿物随深度的显著差异。
01
越深越“暖”：4.7亿年的地下宜居环境
盖尔陨石坑的岩壁像一本层层堆积的“火星历史书”，越深层的岩石记录的时间越早。
这张图片展示了本次研究中分析的好奇号火星车在盖尔陨石坑获取的20个钻取样本。图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
研究团队利用好奇号上的化学与矿物学仪器（CheMin），对样本进行了X射线衍射分析，发现：
较高海拔（较晚时期）的样本：血赤铁矿晶体尺寸较小（小于10纳米），同时含有针铁矿（goethite）。较低海拔（较早时期）的样本：血赤铁矿晶体明显更大（可达65纳米），但针铁矿消失。
这一发现意义重大。科学家推断，在火星整体气候逐渐变冷的大背景下，盖尔陨石坑深层仍存在长期温暖的地下水环境，最长可达约4.7亿年。这些温暖的含水层，很可能在很长时间内具备潜在的宜居条件。
研究共同第一作者、NASA约翰逊航天中心行星科学家Tanya Peretyazhko表示：
“我们发现，尽管火星地表气候正在变冷，但埋藏较深的岩石中仍长期保持着温暖湿润的条件。这意味着在地下深处，宜居环境可能持续了更久，只要其他必要因素（如有机物和能量来源）存在。”
02
为什么血赤铁矿能“记录”气候？
铁氧化物是水活动的重要指示剂，而血赤铁矿的特殊之处在于：它的晶体大小和结构会随着温度、水量和pH值的变化而改变。
在温暖、中性至弱碱性的水环境中，针铁矿会逐渐转化为血赤铁矿。同时，通过Ostwald熟化过程（小晶体溶解、大晶体生长），血赤铁矿晶体会不断长大。这正是深层样本中晶体更大的原因。
Peretyazhko解释道：
“上层环境更冷，水存在时间较短，晶体没有足够条件生长；而下层有长期温暖的水环境，让晶体得以持续生长。”
这项研究的最大亮点在于，所有数据均来自火星实地样本，而非纯理论模型。化学与矿物学仪器通过X射线衍射技术，精确测量了晶体的尺寸和形态，这是轨道卫星无法做到的。
好奇号项目科学家Ashwin Vasavada高度评价道：
“ 化学与矿物学仪器不仅能告诉你那里有血赤铁矿，还能让你提取出晶体的大小、形状以及相关矿物信息，这些正是得出本次结论的关键。”
03
好奇号：仍在持续书写火星故事
好奇号由NASA喷气推进实验室（JPL）建造，自2012年登陆火星以来，已在盖尔陨石坑工作超过13年。它携带的10台科学仪器中， 化学与矿物学仪器由NASA艾姆斯研究中心主导，汇聚了全美多所顶尖机构的矿物学家、岩石学家和天体生物学家。
这是一张好奇号火星车的艺术效果图，图中标有其搭载的科学仪器。科学家利用“化学与矿物学分析仪”（CheMin）对岩石粉末样本进行了X射线衍射分析。图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS
通过持续的钻取、分析和数据传输，这台“火星地质学家”正在帮助人类一点点拼凑出火星从宜居到荒芜的完整演化图景。
这项研究再次证明：即使火星表面早已寒冷干燥，地下深处仍可能长期保留着适宜生命存在的“避难所”。这不仅深化了我们对火星气候历史的理解，也为未来火星探测任务，尤其是寻找古代生命痕迹提供了重要指引。
参考
https://science.nasa.gov/science-research/astromaterials/nasa-uses-mineralogical-marker-to-understand-ancient-martian-climate/
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
