火星。水。即使是在警察搭档的电影里，你也永远找不到像这两个一样的不可能的伙伴了。但是以前，火星上干燥的红色侵蚀区却是郁郁葱葱，极其湿润的。

（图片来源：Google）

我们仍在探索火星的水的历史，行星科学家们刚刚发现火星表层下至少保存有两个不同的古老水储集层，并且它们还有着不同的化学特征。

这项发现表明火星与地球不同，它可能没有一个巨大的全球地下岩浆海洋来环绕整个星球。

（图片来源：Google）

“许多人尝试着要弄清楚火星的水的历史，”亚利桑那大学的行星科学家杰西卡·巴恩斯解释道。

“水来自哪里？它在火星地壳（表层）里存在多久了？火星内部的水从何而来？关于火星的形成和演化，水能告诉我们什么？”

证据是在火星的岩石中发现的。我们不可能马上去火星把它们接回来。事实上，我们还没有进行过机器人火星样本返回任务。但如此偶然地，火星还是向我们走来了。

从火星地壳上脱落下来的陨石会不时地掉落至地球。在地球实验室，研究人员使用最先进的技术仔细研究了两种这样的陨石——1984年于南极洲发现的艾伦·西里斯84001（ALH84001），以及2011年于撒哈拉沙漠发现的西北非洲7034（NWA7034）。

研究小组观察了锁在岩石内的氢同位素。同位素是一种中子数不同的元素的变体：氘，也被称为重氢，它有一个质子和一个中子；氕或轻氢只有一个质子，没有中子。

氢是水的组成成分之一，被锁在岩石中的这两种同位素的比例可以帮助我们了解它们所处的水的历史——它就像水的化石，可以通过分析其存在的痕迹，来了解它所受的化学过程以及它的起源。

巴恩斯和她的团队并不是第一个研究火星陨石中氢同位素，来试图了解火星水的团队，但之前的研究结果是零散的且各抒己见。

在地球上，氕是主要的氢同位素。对于大气层（尽管那里并没有多少氢），岩石中的氢水，以及海洋中的水都是如此。

在火星上，氘是大气中主要的氢同位素，可能是因为太阳辐射正在剥离原氘——但科学家测试的岩石中的同位素比率，已经从类似地球到了类似火星。

因此，巴恩斯和她的团队决定近距离观察他们已确定的来自火星地壳的陨石。

根据之前进行的ALH84001陨石的放射性年代测定技术，火星地壳与流体约在39亿年前发生了相互作用。类似的分析也确定了15亿年前NWA7034与流体的相互作用。

（图片来源：Google）

当巴恩斯和她的团队进行同位素分析时，他们发现两个样本有相似的同位素比率，那就是都处于地球水中的比率和火星大气层中的比率之间。更奇怪的是，这个比率与好奇号火星探测器分析的年轻岩石也相似。

这意味着这些水的化学成分在大约39亿年前就一直保持着不变——考虑到先前的研究，这是一项完全出乎意料的结果。

“火星陨石基本遍布这个地方，所以实际上要弄清楚这些样本告诉我们的关于火星地幔中水的信息，历来是一个挑战，”巴恩斯说。

“事实上，我们对地壳的数据非常不同，这促使了我们回顾科学文献并仔细审查数据。”

但是当研究小组将他们的研究结果与之前对火星地幔——在地壳下——岩石中氢同位素的研究结果进行比较时，他们发现了一些令人惊讶的东西。地幔岩石分为两组不同的火成岩，被称为透镜岩。

富集的透镜岩含有更多的氘，而贫化的透镜岩含有更少的氘。把它们的比率平均一下，你就可以得到ALH84001陨石和NWA7034陨石的地壳比率。

这两种截然不同的化学特征表明，火星地幔中有两种不同的、未混合的水储集层。这可能意味着火星与地球不同，它地幔之下的全球液态岩浆海洋并没有使地幔之上的岩层均一化。

“火星内部这两种不同的水源可能告诉我们一些，关于可以合成内部岩石行星的天体的信息。”巴恩斯说。

“这个背景对于了解火星过去的可居住型和天体生物学也很重要。”

这项研究发表在《自然地球科学》上。

作者: Michelle Starr

FY: 潘潘

如有相关内容侵权，请于三十日以内联系作者删除