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斯克里普斯海洋学研究所的科学家们分析了火星陨石，为了解火星的地幔和地壳结构提供了洞见。这些陨石起源于与地球上类似的火山过程，但具有独特的特征，有助于我们了解火星的形成和演化。这项研究通过提供对火星地质更深入的了解来支持NASA最近的任务。来源:美国国家航空航天局

对火星陨石的研究揭示了对火星地壳和地幔的独特地质见解，有助于我们了解火星的火山和大气历史。

火星的地幔和地壳有一个独特的结构，有可识别的储层，这要归功于加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的科学家和同事们在地球上分析的陨石。

近几十年来，科学家们在南极洲和非洲的一些地点收集了大约13亿年前形成的陨石，然后从火星上喷出。斯克里普斯海洋地质学家詹姆斯·戴和他的同事在5月31日的《科学进展》杂志上报告了这些红色星球样本的化学成分分析。

研究负责人戴说，这些结果不仅对了解火星的形成和演化非常重要，而且还为NASA最近的任务提供了精确的数据，比如洞察号、毅力号和火星样本返回号。

戴说:“火星陨石是我们从火星上获得的唯一实物材料。”“它们使我们能够进行精确的测量，然后量化火星内部和火星表面附近发生的过程。它们提供了关于火星成分的直接信息，可以为科学任务奠定基础，比如正在那里进行的毅力号探测器的操作。”

陨石陨石。图像的宽度为4厘米。资料来源:加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所

历史的公司陨石发现的背景

戴的团队利用来自同一座火山的陨石样本对火星的形成进行了描述，这些陨石样本被称为nakhlites和chassignites。大约1100万年前，一颗巨大的流星撞击火星，将火星的部分部分剪切掉，并将岩石送入太空。其中一些以陨石的形式降落在地球上，其中第一个于1815年在法国的恰西尼被发现，然后于1905年在埃及的那赫拉被发现。

从那时起，在毛里塔尼亚和南极洲等地发现了更多这样的陨石。科学家们能够确定火星是它们的起源地，因为这些陨石相对年轻，所以来自一颗最近活跃的行星，与地球相比，它们具有丰富的元素氧的独特成分，并且保留了20世纪70年代维京登陆器在火星表面测量到的火星大气成分。

交叉偏振光下的恰西尼陨石。这块陨石主要由矿物橄榄石组成。颗粒直径大约为0.5毫米。资料来源:加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所

火星陨石的地质信息

该团队分析了两种楔石nakhlite和chassignite陨石类型。nakhlite是玄武岩，类似于今天在冰岛和夏威夷喷发的熔岩，但富含一种叫做斜辉石的矿物。辉石几乎完全由矿物橄榄石构成。在地球上，玄武岩是地壳的主要组成部分，特别是在海洋下面，而橄榄石在地幔中含量丰富。

在火星上也是如此。研究小组表明，这些岩石在形成它们的火山内部通过一种被称为“分馏结晶”的过程相互关联。利用这些岩石的成分，他们还表明，一些当时熔融的nakhlite包含了靠近火星表面的部分地壳，这些地壳也与火星的大气相互作用。

了解火星的火山活动

戴说:“通过确定nakhlites和chassignites来自同一个火山系统，并且它们与被大气相互作用改变的火星地壳相互作用，我们可以在火星上识别出一种新的岩石类型。”“有了现有的火星陨石，这些陨石都是火山形成的，我们就能更好地了解火星的内部结构。”

该团队之所以能够做到这一点，是因为nakhlite和chassignites的独特化学特征，以及其他火星陨石的特征成分。这些揭示了火星的大气变化的上地壳，复杂的更深的地壳和地幔，从火星深处的羽流已经渗透到地壳的底部，而火星的内部，在其演化的早期形成也已经融化，产生了不同类型的火山。

与地球的比较分析

“值得注意的是，火星的火山活动与地球有惊人的相似之处，但也有不同之处，”戴说。“一方面，nakhlite和chassignites的形成方式与夏威夷瓦胡岛等地最近的火山活动类似。在那里，新形成的火山压向地幔，产生构造力，产生进一步的火山活动。”

“另一方面，火星上的水库非常古老，在这颗红色星球形成后不久就彼此分离了。在地球上，随着时间的推移，板块构造有助于将储层重新混合在一起。从这个意义上说，火星提供了早期地球和今天地球之间的重要联系。”

参考文献:“火星早期分化期间形成的非均质地幔和地壳结构”，科学进展，2024年5月31日。

除了戴伊，斯克里普斯海洋学的马琳·帕奎特和来自拉斯维加斯内华达大学和法国国家科学研究中心的同事也参与了这项研究。美国宇航局太阳系运作和新兴世界项目资助了这项研究。