| [小科普：随我看地球-V] “冲击”火星陨石表明火星的适居性比我们想象的更晚 章纪君 我们在宇宙中是孤独的吗？我们正在花费数十亿美元试图来回答这个简单的问题。寻找地球以外生命证据的意义是惊人的。 “之前和之后”的标记将标点人类的历史。 火星是目前寻找地外生命证据的最流行的探索目标。然而，我们对火星早期历史却知之甚少。我们对火星陨石的研究可以提供关于这颗红色星球早期表面状况的新线索。 回顾过去 今天的火星寒冷而荒凉。但在过去，它可能更像地球，更适合居住。火星上的地貌记录了可能早在 39亿年前有过液态地表水的活动。像地球一样，早期的火星也受到了来自漂浮在太阳系周围的大块岩石和冰的全球性轰炸。巨大的撞击既可以破坏环境又可以为生命创造有利的环境。因此，为了弄清楚火星上何时可能出现过适合生命存在的条件，我们必须追踪水和撞击的历史。 一支由NASA 的漫游者(Rover)和轨道航天器组成的“舰队”于2020年已被派往火星专门探测那里的二个撞击坑，以寻找过去生命的证据。漫游者收集的样品将在未来的任务中返回。 目前，陨石是地球上唯一可用于研究火星的样品。火星陨石的产生是由于在火星受撞击后喷射出来进入地球轨道的岩石碎片。大多数火星陨石是火成岩，例如玄武岩， 而NWA 7034 陨石则不同，因为它代表了火星表面的罕见样品。
这颗代号为NWA7034陨石绰号为”黑美人“ 发送冲击波 NWA7034陨石重约320 克，发现于非洲西北部的沙漠中，并于 2013 年首次报道。其独特的氧同位素特征揭示此陨石起源于火星。此后，科学家们也发现了在同一事件中从火星上喷射出来的其他陨石。 NWA7034陨石是一种复杂的岩石。它是由破碎的岩石和称为“角砾岩”的矿物碎片组成。它的各种特征记录了火星历史的不同阶段。
在火山陨石NWA7034的元素图中不同的颜色反映不同的岩石和矿物 在 NWA 7034陨石中存在着微小的锆石小颗粒。锆石是一个“地球计时器”，这意味着它可以记录岩浆结晶后经过了多少时间。先前对 NWA 7034的研究发现，它含有来自火星的已知最古老的锆石, 其中一些锆石的年龄高达 44.8 亿年。 锆石对于研究陨石撞击非常有用。 锆石可以保留冲击波造成的微观损伤，同时这些“冲击颗粒”也提供了冲击的可靠记录。然而，以前对 NWA 7034的研究没有发现具有明确冲击损伤的锆石。 NWA 7034陨石类似于地球上一种称为砾岩的沉积岩。在这样的岩石中，每种矿物都可以有不同的成因。因此, 我们开始调查NWA 7034中的其他锆石颗粒，看看我们是否能找到任何撞击的证据。 我们查看了 60 多颗锆石，但只发现了一颗冲击晶粒。这意味着撞击发生在颗粒混合后变成岩石碎片之前。 重新评估火星时间表 我们发现的冲击特征类型称为“变形双胞胎”。高压冲击波就像手风琴一样挤压锆石。我们可以在这个过程中认别出重组晶体内的原子形成一个锆石“孪生体”复制品。
火星陨石 NWA 7034 基质中冲击锆石的扫描电子显微镜图像 我们不知道撞击的锆石最初是在哪种岩石中形成的。原始的火成岩主岩在撞击火星时被撕裂了。锆石是来自于与陨石基质混合后的大颗粒碎片。然而，我们确实知道像这样的冲击锆石是在哪里产生的。在地球上，只有在撞击坑中才能发现带有变形孪晶的冲击锆石。此外，它们也发生在地球上所有最大的小行星撞击坑中。 在南非的 Vredefort、加拿大的 Sudbury 和墨西哥的 Chicxulub 都发现了具有冲击特征的锆石。墨西哥陨石坑形成于大约 6500 万年前，与恐龙的灭绝有关。在这种情况下，受冲击的锆石是大到足以导致大规模灭绝的撞击的产物之一。 先前的研究指出，NWA 7034 锆石中没有冲击特征，表明44.8 亿年前火星没有发生灾难性撞击。所以这次研究表明火星上的宜居条件在 42 亿年前就已经存在。 然而，我们发现的冲击锆石是在 44.5 亿年前结晶的。这次冲击事件是在火星停止被轰炸后至少 3000万年的时候发生的。 陨石撞击究竟是什么时候？ 尽管确定撞击的确切年龄很困难，但对 NWA 7034 的地球化学研究表明，它的主要成分在大约 43 亿年前就受到了陨石撞击。在这种情况下，锆石可能在 4.3亿 到 44.5 亿年前的这段时间内受到冲击。或者，它可能是在最近才形成的，但在 30 亿年撞击率下降之前。陆地地形和含水矿物都主张火星上的早期地表水可能在 3.9亿 到 37 亿年前就存在。这可能是存在着适居条件的最佳指标。 我们的研究结果提出了关于火星早期撞击历史的新问题。 确定冲击锆石的起源和撞击时间，将可提供更好的行星历史背景和出现生命条件的时间框架。 来源：The Weather Network, 周一, 2022 年2月7日 原作者：Aaron J. Cavosi and Morgan Cox, Curtin University |
