地球上的岩石指向隐藏在火星上的水

  • 发布时间:2021-09-16 17:23:55
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根据一组地球科学家的说法,19 世纪曾经被揭穿的一种携带水的铁矿物的鉴定以及这些岩石在地球上极为常见的事实相结合,表明火星上存在大量的水库。

“我学生的一个实验是使赤铁矿结晶,”宾夕法尼亚州立大学地球科学教授 Peter J. Heaney 说。“她想出了一种贫铁化合物,所以我去谷歌学术搜索并找到了两篇 1840 年代的论文,其中德国矿物学家使用湿化学提出了含有水的贫铁版本的赤铁矿。”

1844 年,Rudolf Hermann 将他的矿物 turgite 命名为 turgite,1847 年 August Breithaupt 为他的水赤铁矿命名。根据希尼的说法,1920 年,其他矿物学家使用当时新开发的 X 射线衍射技术宣布这两篇论文不正确。但是新生的技术太原始了,看不出赤铁矿和水赤铁矿之间的区别。

Heaney 的地球科学博士生 Si Athena Chen 开始获取各种标记为含水的旧样本。Heaney 和 Chen 获得了一小块 Breithaupt 的原始样本,一个来自史密森学会的标记为 turgite 的样本,以及令人惊讶的是宾夕法尼亚州立大学自己的 Frederick Augustus Genth 收藏的五个样本。

在使用包括红外光谱和同步加速器 X 射线衍射在内的各种仪器进行多次检测后,陈表明这些矿物质确实比 19 世纪中叶使用的方法更灵敏、更精细,并且含有羟基——一种氢和氧基团——取代了一些铁原子。矿物质中的羟基是储存的水。

研究人员最近在《地质学》杂志上提出,“水赤铁矿在地球上氧化铁的低温出现中很常见,而且它可能会在明显干旱的行星环境(例如火星表面)中储存大量的水。”

“我试图了解形成氧化铁的自然条件是什么,”陈说。“使这些水相结晶所需的温度和 pH 值是多少,我能否找到合成它们的方法。”

她发现,在低于华氏 300 度的温度下,在含水的碱性环境中,水赤铁矿会沉淀出来,形成沉积层。

“火星表面的大部分显然起源于表面较湿且氧化铁从水中沉淀出来的时候,”希尼说。“但火星上是否存在水赤铁矿仍然是推测性的。”

美国宇航局机遇号探测器于 2004 年发现的“蓝莓”是赤铁矿。虽然最新的火星探测器确实有 X 射线衍射装置来识别赤铁矿,但它们还不够复杂,无法区分赤铁矿和水赤铁矿。

“在地球上,这些球形结构是水赤铁矿,所以我推测火星上鲜红色的鹅卵石是水赤铁矿似乎是合理的,”希尼说。

研究人员指出,无水赤铁矿 - 缺乏水 - 和水赤铁矿 - 含水 - 是两种不同的颜色,水赤铁矿更红或含有深红色条纹。

Chen 的实验发现,天然存在的水赤铁矿含有 3.6% 至 7.8% 重量的水,针铁矿含有约 10% 重量的水。根据在火星上发现的水合铁矿物质的数量,研究人员认为那里可能有大量的水储备。

火星被称为红色星球,因为它的颜色来自火星泥土中的铁化合物。据研究人员称,火星上存在水赤铁矿将提供额外的证据,证明火星曾经是一颗水行星,而水是地球上所有生命形式所必需的一种化合物。

参与该项目的其他研究人员包括史密森学会矿物学家和负责宝石和矿物的策展人 Jeffrey E. Post;Timothy B. Fischer,雪佛龙,休斯顿;Peter J. Eng,高级辐射源联盟和芝加哥大学詹姆斯弗兰克研究所的研究教授;和芝加哥大学高级辐射源联盟研究副教授 Joanne E. Stubbs。

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