多年来,我们一直以为火星已经“死了”。这是一个尘土飞扬、干燥贫瘠的星球,除了呼啸的风之外什么都不动。然而,最近出现了一些证据,表明火星的火山活动和地质活动都很活跃。
科学家称,火山活动的火星的想法变得更真实了,在火星内部深处形成的一颗陨石提供了火星地幔岩浆对流的第一个固体化学证据。
2011年落入地球的Tissint陨石中的橄榄石晶体只能在不断变化的温度下形成,因为它在岩浆对流中快速旋转。这表明,当这些晶体在5.74亿至5.82亿年前形成时,地球处于火山活动状态——今天仍然可能是间歇性的。
格拉斯哥大学的行星地质学家Nicola Mari解释道,“以前没有证据表明对火星有对流作用,但问题是'火星仍是活跃的火山活动行星吗?' 以前曾使用不同的方法进行过研究。然而,这是第一个从纯化学角度证明火星内部活动的研究,在真正的火星样本上。”
橄榄石,一种硅酸镁铁,并不罕见。它是从冷却岩浆中结晶出来的,在地幔中很常见。实际上,橄榄石群通常在岩体中占主导地位。在地球表面上,发现于火成岩中。这在陨石中很常见。橄榄石在火星上也很常见。事实上,火星表面存在的橄榄石曾被认为是火星干燥的证据,因为矿物在有水存在的情况下会迅速变干。
但是当Mari和他的团队开始研究Tissint陨石中的橄榄石晶体,试图了解它形成的岩浆房时,他们注意到一些奇怪的事情。这些晶体具有不规则的富含磷的条带。我们知道地球上的这种现象-这是一个称为溶质捕获的过程。但是在火星上发现它真是令人惊讶。
Mari说,“当晶体生长的速度超过了磷在熔融过程中扩散的速度时,就会发生这种情况,因此磷必须进入晶体结构,而不是在液态岩浆中‘游动’,“在产生我研究过的熔岩的岩浆室中,对流非常剧烈,橄榄石迅速从室的底部(较热)移动到顶部(较冷)-确切地说,这很可能产生冷却速率每小时每小时摄氏15-30度。”
较大的橄榄石晶体也显示了这一点。微量的镍和钴与先前的发现一致,即它们起源于火星地壳深处40至80公里(25至50英里)。这就提供了它们形成时的压力;除了橄榄石的平衡温度,该团队现在还可以进行热力学计算,以发现形成晶体的地幔温度。
他们发现,在橄榄石形成的晚亚马逊时期,火星地幔的温度可能约为1,560摄氏度。这非常接近4至25亿年前的太古宙时期的1,650摄氏度地球周围的地幔温度。这并不意味着火星就像早期的地球一样。但这确实意味着火星可能在地幔下保留了相当多的热量;人们认为,由于火星缺乏有助于在地球上散热的板块构造,因此它的冷却速度可能会更慢。
Mari说:“我真的认为火星在今天可能仍然是一个火山活动频繁的星球,这些新的研究结果指向了这一点。”我们可能在未来500万年都看不到火星上的火山喷发,但这并不意味着火星是不活跃的。这可能只是意味着火星和地球之间爆发的时间不同,我们可以看到火星每n-数百万年爆发一次,而不是像地球那样每天爆发一次或多次。”
我们需要更多的研究来证实这一假设。但这些结果也意味着,以前基于橄榄石表面的干旱解释可能需要重新考虑。(让我们明确一点,火星仍然非常干燥。)NASA正在进行的洞察任务最近发现了火星地震的证据,测量了来自火星地壳的热流。如果火星仍然是火山活动,我们可能很快就会对它有更多的了解。