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火星早期地殼比以前認(rèn)為的火星更復(fù)雜- 可能與地球的原始地殼相似

這張Tithonium Chasmata的斜視圖，構(gòu)成了火星Valles Marineris峽谷結(jié)構(gòu)的早期一部分，是地殼的更由數(shù)字地形模型和歐空局火星快車上的高分辨率立體相機(jī)的天底線和彩色通道生成的。資料來(lái)源：ESA/DLR/FU Berlin,比前 CC BY-SA 3.0 IGO
（神秘的地球uux.cn）據(jù)cnBeta：火星上的早期地殼可能比研究人員以前認(rèn)為的更加復(fù)雜--它甚至可能與地球的原始地殼相似。火星的復(fù)雜表面是均勻的玄武巖，這是火星數(shù)十億年的火山活動(dòng)和表面流動(dòng)的熔巖最終冷卻的結(jié)果。科學(xué)家曾認(rèn)為火星的早期地殼歷史是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的故事，因?yàn)榛鹦菦]有經(jīng)歷像地球上大陸板塊移動(dòng)那樣的地殼的更全面表面重塑。
但是比前在一項(xiàng)新的研究中，科學(xué)家們?cè)诩t色星球的復(fù)雜南半球發(fā)現(xiàn)了一些地方，其化學(xué)元素硅的火星濃度比在一個(gè)純粹的玄武巖環(huán)境中所預(yù)期的要高。猛烈撞擊火星的早期太空巖石通過挖掘埋藏在地表下數(shù)英里的材料暴露了硅的濃度，揭示了一個(gè)深藏不露的地殼的更過去。
該研究的比前通訊作者Valerie Payré說(shuō)："火星巖石成分中有更多的二氧化硅，使巖石不是復(fù)雜之前認(rèn)為的玄武巖，而是我們所說(shuō)的成分更進(jìn)化的巖石。這告訴我們火星上的地殼是如何形成的，肯定比我們所知道的更復(fù)雜。因此，它更多的是關(guān)于理解這個(gè)過程，特別是它對(duì)地球的地殼最初如何形成意味著什么。"Payré是愛荷華大學(xué)地球和環(huán)境科學(xué)系的一名助理教授。
科學(xué)家認(rèn)為火星形成于大約45億年前。紅色星球究竟是如何形成的仍然是一個(gè)謎，但有一些理論。一種觀點(diǎn)認(rèn)為，火星是通過太空中巖石的巨大碰撞形成的，這種碰撞憑借其強(qiáng)烈的熱量，催生了完全液化的狀態(tài)，也被稱為巖漿海洋。該理論認(rèn)為，巖漿海洋逐漸冷卻，產(chǎn)生了一個(gè)地殼，就像一層皮膚，它將是單一的玄武巖。
由愛荷華大學(xué)地球和環(huán)境科學(xué)助理教授Valerie Payré領(lǐng)導(dǎo)的研究人員發(fā)現(xiàn)，火星上的早期地殼比以前認(rèn)為的起源更復(fù)雜。研究人員在火星的南半球找到了九個(gè)富含一種叫做長(zhǎng)石的礦物的地點(diǎn)（見上圖）。長(zhǎng)石與不止是簡(jiǎn)單的火山起源的地形有關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)可能意味著火星的形成可能與地球的行星起源相似。"資料來(lái)源：愛荷華大學(xué)Valerie Payré
另一個(gè)理論是，巖漿海洋理論并不能解釋一切，火星上的部分第一層地殼有不同的起源，會(huì)顯示出不同于玄武巖的二氧化硅濃度。
Payré和她的研究伙伴分析了火星勘測(cè)軌道飛行器為該星球的南半球收集的數(shù)據(jù)，以前的研究表明南半球是最古老的地區(qū)。研究人員發(fā)現(xiàn)了九個(gè)地方--如火山口和地形的斷裂--富含長(zhǎng)石，這是一種與熔巖流相關(guān)的礦物，其硅質(zhì)含量高于玄武巖。
"這是第一條線索，"Payré說(shuō)。"正是因?yàn)檫@些地形富含長(zhǎng)石，我們才探索了那里的二氧化硅濃度。"
以前在火星的其他地區(qū)也發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)石，但是進(jìn)一步的分析顯示，這些地區(qū)的化學(xué)成分更像是玄武巖。這并沒有阻止科學(xué)家們，他們轉(zhuǎn)向了另一臺(tái)儀器的協(xié)助，它被稱為熱發(fā)射成像系統(tǒng)，縮寫THEMIS。火星奧德賽軌道飛行器上的這個(gè)儀器可以通過火星表面的紅外波長(zhǎng)反射來(lái)檢測(cè)二氧化硅的濃度。通過THEMIS的數(shù)據(jù)，研究小組確定他們所選地點(diǎn)的地形是硅質(zhì)的，而不是玄武巖的。
為了進(jìn)一步證實(shí)他們的觀察結(jié)果，在撒哈拉沙漠發(fā)現(xiàn)的Erg Chech 002等隕石顯示了類似的硅質(zhì)和其他礦物成分，該小組在火星上的九個(gè)地點(diǎn)觀察到了這些隕石。
研究人員還測(cè)定了該地殼的年代約為42億年，這將使其成為迄今為止在火星上發(fā)現(xiàn)的最古老的地殼。
Payré說(shuō)她對(duì)這個(gè)發(fā)現(xiàn)感到輕微的驚訝。她說(shuō)："已經(jīng)有探測(cè)器在表面觀察到硅質(zhì)巖石多于玄武巖，因此，有想法認(rèn)為地殼可能是更多的硅質(zhì)。但是我們從來(lái)不知道，而且我們?nèi)匀徊恢溃缙诘貧な侨绾涡纬傻模蛘咚卸嗬希运匀皇且环N謎。"
雖然火星的地殼起源仍然被掩蓋，但地球的地殼歷史就更不清楚了，因?yàn)橛捎跀?shù)十億年來(lái)大陸板塊的移動(dòng)，我們星球的原始地殼的所有殘余都早已被抹去。盡管如此，這一發(fā)現(xiàn)可能為我們了解地球的起源提供了啟示。
"我們不知道我們星球的地殼是什么時(shí)候開始的；我們甚至不知道生命是什么時(shí)候第一次出現(xiàn)的，"Payré說(shuō)。"許多人認(rèn)為這兩者可能是相關(guān)的。因此，了解很久以前的地殼是什么樣的，可以幫助我們了解我們星球的整個(gè)演變過程。"
Payré作為北亞利桑那大學(xué)的博士后研究人員進(jìn)行了這項(xiàng)研究。這項(xiàng)名為"通過光譜學(xué)揭示火星上暴露的進(jìn)化的早期地殼"的研究于11月4日在線發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上。

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