40多亿年前，红色星球可能炙热难当。2011年在撒哈拉沙漠发现的一块火星陨石中，一块44.5亿岁的锆石矿物表明，火星可能存在与地球火山类似的炙热的 hydrothermal 系统。相关发现已在11月22日发表于《科学进展》杂志的一项研究中得到详细阐述。
研究小组分析了来自一块大型太空岩石的陨石，该岩石被指定为NWA7034，又称“黑美人”。虽然所有火星陨石都包含有关该行星地质历史的线索，但大多数都是火成岩，与地球上的岩石相似，其他则是地幔岩。
“黑美人之所以如此特别，是因为它是地表风化层的一个样本，类似于土壤，”该研究的合著者、澳大利亚科廷大学太空科学与技术中心行星科学家Aaron Cavosie告诉《Popular Science》。“它包含来自火星上许多不同来源的数百个岩石和矿物碎片。”
地球上大约发现了20颗陨石，它们都被认为是在导致原始“黑美人”石块坠落地球的撞击事件中从火星上剥离下来的。这颗陨石中的微小锆石颗粒最早在2022年的一项研究中被描述。它为科学家提供了火星地壳形成的一个早期记录，但也保存了早期陨石撞击造成的损伤。
“黑美人陨石提供了一个非凡的线索盛宴，有助于拼凑火星的地质谜团，”Cavosie说。
在这项新研究中，Cavosie和团队决定仔细研究这颗火星锆石颗粒，重点分析这块太空岩石中的微量元素，以寻找关于火星早期历史的线索。他们利用纳米尺度地球化学技术，发现了44.5亿年前火星上存在热水的元素证据。在地球上，这类系统对生命的起源至关重要，水在早期地壳形成过程中起着关键作用。
纳米成像和光谱分析帮助团队识别了锆石中的元素模式，包括铁、钠、钇和铝。
“通过铁（Fe）、铝（Al）和钠（Na）在锆石内的分布模式，我们可以得知它们是在锆石生长过程中被吸收到颗粒中的，就像洋葱的层一样，”Cavosie说。
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在地球上，只有在岩浆-热液系统中形成的锆石才具有类似的模式。这些系统形成于“火山管道系统”加热水时。然后，这种炙热的沸水会穿过岩石，携带这些微量元素。研究小组认为，这些元素是在44.5亿年前锆石形成时被添加的。这表明在火星早期充满岩浆的时期，水中就已存在。其他研究发现，地球的月球也曾充满岩浆。
“当我们进行后续的微量元素研究，发现火星锆石与澳大利亚南部的奥林匹克坝热液矿床的锆石非常相似时，我们感到非常惊讶，甚至更加兴奋，”Cavosie说。“这不仅意味着我们发现了早期火星上存在岩浆-热液系统的证据，还让我们从地球的角度了解了它们形成的可能环境。”
