火星內部是啥樣，「年輕」的鋯石一清二楚

2020-11-19 科學大觀園雜誌

富含鋯石的隕石NWA 7533中，含有火星古代地殼的碎片。

phys.org網站當地時間11月17日報導，丹麥哥本哈根大學的研究人員通過分析一顆來自火星的古老隕石，發現這顆紅色星球可能富含鋯石礦物。其中「年輕」的鋯石大多來自火星內部，包含了這顆星球深處難以探查的內部信息。

這一發現對於深入了解火星的內部結構具有重要意義。相關研究成果近日刊登於《美國國家科學院院刊》。

含鈾鋯石是大陸地殼中的富集成分之一，它能夠提供大陸和大型地質特徵（山脈和巨型火山）的年代及起源信息。與地球不同的是，火星地殼沒有經歷過進化過程，其成分與地球洋底發現的地殼相似。而在洋底，鋯石是非常罕見的。因此，科學家認為鋯石可能不會是火星上的常見礦物。

項目負責人Martin Bizzarro教授表示：「當我們在火星隕石中發現這麼多的鋯石時，感到非常震驚。這些鋯石為我們打開了了解火星地質歷史的時間窗口。」

原始物質從地幔深處逐漸上升，「滋養」了火星表面的火山。

研究人員從古代火星隕石NWA 7533（Black Beauty）中提取了大約60顆鋯石晶體，大部分晶體誕生於45億年前——此時，火星才剛剛形成。此外，他們也有一些意外發現：部分鋯石十分「年輕」，年齡為3~15億歲。

Bizzarro說：「這些年輕鋯石可能蘊藏著豐富信息。Black Beauty來自火星南半球，那裡並沒有任何新形成的火山地貌。因此，這些鋯石唯一可能的來源是北半球的塔西斯火山區，那裡最近有活躍的大型火山。」

科學家們認為，塔西斯火山區可以反映火星深層的巖漿活動，它與地球上的夏威夷火山群島很相似。不過，由於板塊構造原因，太平洋板塊不斷移動，在地球上形成了一系列年齡遞減的火山島。而火星沒有板塊構造，所以所有年齡段的火山都聚集在同一區域。

如果Bizzarro團隊的判斷正確，這就是科學家首次發現直通火星內部深處的研究途徑，也許能幫助揭開火星的內部構造與成分之謎。

為了更深入地了解火星內部深處的特徵，研究人員分析了鋯石中的鉿同位素組成。鉿元素與鋯石密切相關，它保留了鋯石形成地點的信息。

Bizzarro說：「我們發現這些年輕鋯石中的鉿同位素組成不同於任何已知的火星隕石。這表明年輕鋯石來自未知的火星內部原始儲層。」

它們的鉿同位素組成與太陽系中最原始的球粒隕石非常接近。球粒隕石自形成以來，成分幾乎從未改變。這也意味著，自火星形成以來，其內部構造基本沒有變化。而原始儲層的存在可能也與火星缺乏板塊構造有關。

研究人員表示，此次發現或對未來的火星探測任務有一定指導意義。Bizzarro總結：「我們的研究表明，獲取鋯石樣品並返回地球的任務對於了解火星的地質歷史有很高的科學價值。」

原創編譯：德克斯特 審稿：西莫 責編：陳之涵

期刊來源：《美國國家科學院院刊》

期刊編號：0027-8424

原文連結：https://phys.org/news/2020-11-ancient-zircon-minerals-mars-reveal.html

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