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火星陨石进一步揭示了大气层的发展史

火星陨石进一步揭示了大气层的发展史

火星最近成了一系列科学研究的热点。“好奇号”火星车在对盖尔陨坑进行探测的过程中不仅检测到了甲烷气体,还从干涸的湖床上对粘土取样,最终发现了火星上水和氢的线索。这表明火星大气层的水和氢消失的时间比先前假设的更长。与此同时,MAVEN航天器已经观察到导致其消失不见的过程了。

火星车和MAVEN航天器有这么多新发现是意料之中的事。但研究人员通过这些新发现又进一步认识到了火星的发展史。

1984年在南极洲发现的“阿兰山84001”(Allan Hills 84001)陨石是以其地理位置命名的。约39亿年前它起源于火星,是研究火星发展史的关键。该陨石形成于多水的诺亚纪时期,所以其含有的碳酸盐为研究火星发展史的关键时期提供了线索。

通过使用离子探针来检测陨石的碳氧同位素,并用酸对其进行分解之后,研究人员开始了解到陨石的形成细节。他们认为在陨石形成的初期,火星大气层的碳-13含量相较于现在要少得多。

可能是因为大气层变薄而导致碳-13的含量产生了变化。而较轻的同位素碳-12在替换相对丰富的碳-13后应更容易从太空中消失不见。也就是说,随着其它同位素频繁地离开,大气层的碳-13数量相较于火星早期会有所减少。

ALH84001陨石的一些氧同位素有点异常,可能是因为接触了含有氧气的液体,比如水。如果是这样的话,那就表明这种水含有与陨石相同的异常同位素。(当然,这也有可能不是水。)

这些结论都是基于陨石形成的几个假设,例如:它所包含的各种物质都大约是在同一时间形成的。具体地说,它是假定陨石里的富钙物质与其它物质都是在同样的情况下形成的。作者在论文中写道,“当然可能事实并非如此,这里观察到的(富钙)阶段就形成了一个完全不相关的结果——延迟了岩石中碳酸盐的形成时间。”

作者作出了总结:“尽管如此,陨石仍可能揭示了其形成时期的大气层状况。因此,火星大气层的碳-13含量在39亿年前已经减少了。”

这是有关火星大气层发展史的另一个发现。科学家们通过了解火星过去的条件以及大气层与水圈之间的相互作用,可以进一步确定火星是否存在生命。