火星上的礦物學預示著一個寒冷而冰冷的古老氣候
火星早期歷史上的氣候一直都有爭議——這顆紅色的星球是溫暖而潮溼的，還是寒冷而冰冷的?在Icarus發表的新研究為後者提供了證據。
火星上遍佈著峽谷網絡、三角洲和湖泊沉積物，這意味著它一定在某個時間點上擁有自由流動的水，可能是在大約40億年前。但是，過去地球深處的氣候模型並不能產生足夠溫暖的條件，使液態水能夠在地表存在。
“有些人試圖用我們在地球上使用的模式來模擬火星的古老氣候，他們真的很難做到這一點。”要創造出一個溫暖的古老的火星是很困難的，因為那時太陽要微弱得多。普渡大學地球、大氣和行星科學助理教授Briony Horgan說。“當很多人都在使用氣候模型時，我們從一個獨特的角度來看待這個問題——火星的火山記錄告訴了我們什麼?”
在火星早期的歷史中，火山活動非常豐富。在地球上一些被廣泛研究的地區中，有很多大型的火山，但人們所知的是南部高地上的一種低而光滑的地形，即Sisyphi Planum。在這裡，有超過100個被稱為Sisyphi Montes的平頂土丘，它們可能是火山的起源。
當火山在地球上的冰蓋和冰川下噴發時，熱量和融水的結合創造了被稱為“圖雅斯”或“桌山”的平頂陡峭的山峰。當冰川下的火山爆發沒有破壞冰的表面時，火山的頂部保持錐形而不是變平。在這些事件中產生的礦物學是獨特的，因為熱熔岩和冷冰川融水相互作用。
Sheridan Ackiss是Purdue的博士候選人，也是該論文的主要作者，他使用了NASA緊湊的火星探測成像光譜儀(CRISM)的圖像，以查明該地區的礦物組成是否與冰川下的火山活動相一致。
CRISM可以探測到可見光範圍和波長較短的光，這有助於儀器的操作人員識別火星表面的多種礦物質。在可見光波段，光的反射方式受到鐵的強烈影響，而在紅外波段，CRISM可以從碳酸鹽、硫酸鹽、羥基和礦物晶體中的水中獲取特徵。
阿克斯說:“每塊石頭都有特定的指紋，你可以通過光的反射來識別它。”
這些發現確定了該地區三種不同的礦物組合，主要是石膏、多水合硫酸鹽和一種蒙脫沸石-鐵氧化物混合物——所有這些都與冰川環境中的火山有關。
阿克斯說:“我們現在有兩組數據，礦物質和形態學，它們表明火星上一定在某個時間點有冰存在。”“這可能是火星曆史上相對較晚的時期。”
Ackiss的團隊希望他們的發現可以作為火星上其他有火山歷史的地區的參考點。如果研究人員能夠在其他地方的冰蓋下找到火山活動的證據，那麼這將為一個非常寒冷的古代火星的形成提供更充分的證據。但不要害怕，太空愛好者們，這並不能消除火星上過去生命存在的可能性。
“即使火星是一個寒冷而冰冷的荒原，這些火山爆發與冰蓋相互作用，可能為微生物的存在創造了一個小小的快樂之地，”哈爾根說。“這是你想去了解火星上生命如何存活的地方。”
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