在南极冰层中发现的来自火星的物质

一个国际研究人员小组在南极冰芯深处发现了火星的典型矿物。科学家认为，发现的物质将有助于解开有趣的火星谜语。

《科学》杂志讲述了这一发现。它是一种黄棕色易碎物质，称为黄钾铁矾。根据最近的研究，这种矿物既存在于地球，也存在于火星上，并且存在于两个行星上，其形成方式相同：由古代冰层中压缩的尘埃形成。

Jarosite最早是由机会漫游者于2004年在火星上发现的。这一发现一度成为一种真正的轰动，因为黄钾铁石（最早于1872年被描述）被认为是一种典型的地球矿物。事实是，其形成需要水，铁，硫酸盐，钾和某些酸性条件。

这些是地球的常见要求，但在火星上却很少见。但是，随后的研究表明，红色星球上的黄钾铁矾比地球上的黄铁矿多得多。事实证明这是典型的火星物质。这引起了一个谜：黄铁矿怎么会在那里大量形成呢？

由米兰比可卡大学的地质学家乔瓦尼·巴科洛（Giovanni Baccolo）领导的小组进行的一项研究可能为这个谜团提供了新的线索。科学家实际上已经检验了较早的假设之一。她建议火星上的黄钾铁矾形成于数十亿年前覆盖该星球的大量冰层中。

随着这些冰盖的生长，灰尘积聚在冰中。她可能变成了黄钾铁矾。关键是，这仅仅是一种理论。直到最近，在太阳系的任何地方，包括地球，都没有观察到类似的过程。迄今为止，在我们的星球上，仅在暴露于空气和雨水的山区垃圾堆中发现了黄钾铁矾，即使如此，也很少发现。

没有人期望在南极发现黄钾铁矾。甚至巴科洛（Baccolo）在他的工作中也承认，他最初计划在1620米深度的冰芯层中寻找可能表明冰龄周期的矿物。

但是在最深的深度，最古老的冰层中，他的团队发现了可能是黄铁矿的奇怪尘埃颗粒。为了确定发现的物质，Bakkolo及其同事测量了它如何吸收X射线。另外，在强力电子显微镜下检查发现的晶粒。分析证实这是黄钾铁矾。

研究人员报告说，颗粒明显破裂且没有锋利的边缘。他们认为，这表明矿物是由于冰中的化学作用而精确形成和破坏的。

现在，科学家们建议，黄铁矿在火星上的形成方式相似。但这只会揭开保密的面纱。研究人员不能说他们所描述的过程可靠地解释了“红色星球”上大量这种矿物的存在。

俄克拉荷马州大学的地球化学家梅根·艾尔伍德·马登（Megan Elwood Madden）并未参与这项研究，他说：“在火星上，它不仅仅是薄膜。它的沉积物厚几米。”

Bakkolo解释了这一事实，因为火星上的冰中尘埃可能比南极洲多得多，南极洲只有少量的灰尘和尘土进入南极洲。据研究人员说，火星是一个尘土飞扬的地方，所有的东西都被灰尘覆盖。

该小组计划进一步研究南极核心。这将确定古代火星的冰层是否可能是“大锅”以及其他矿物的形成。黄钾铁石的例子表明，火星上的冰川可能在塑造该行星的化学成分方面发挥了非常重要的作用。

参考

Baccolo, G., Delmonte, B., Niles, P.B. et al. Jarosite formation in deep Antarctic ice provides a window into acidic, water-limited weathering on Mars. Nat Commun 12, 436 (2021).
https://doi.org/10.1038/s41467-020-20705-z