Steed的围脖
26-10-30 11:56 微博认证:科学科普博主

一块比地球最古老的岩石还要古老的石头,来自火星。

它叫特加扎001(Teghaza 001),2022年由几名陨石猎人在撒哈拉沙漠里捡到。最新的测定结果显示,它至少有41亿岁,是迄今发现的最古老的火星陨石。

研究牵头人、美国航天局喷气推进实验室的行星科学家刘洋(Yang Liu,音译)说:“这块火星岩石太古老了,它成形的时候,地球上的生命才刚刚起步。”

这项研究10月30日发表在《科学》(Science)上。

火星陨石不算稀罕,地球上已经找到几百块。它们的来路都一样:几十亿年来,大大小小的天体不断砸向火星,个头够大的撞击能把火星表面的碎块轰进太空,其中一小部分碰巧飘到地球,掉了下来。

可这几百块里绝大多数都很年轻,记录的只是火星最近6亿年左右的事。火星已经45亿岁了,这些陨石讲的全是它的晚年。在特加扎001之前,唯一一块完整的远古火星陨石,是上世纪80年代在南极发现的,而它也比特加扎001年轻1000万年。

刘洋是在美国新墨西哥大学那支团队鉴定完这块陨石之后拿到样品的。分给她的任务本来挺窄:分析石头里的锰。锰的化学状态能告诉人们,一块古老岩石有没有接触过水、有没有被氧化过。

但她很快在石头里发现了另一样东西:锆石。

锆石是一种极其结实的矿物晶体,能在岩石里撑过几十亿年不散架,更要紧的是,它里面封着放射性同位素。放射性元素按固定的节奏衰变,数一数衰变了多少,就能算出晶体是什么时候形成的,误差很小。有了锆石,特加扎001的年龄就有了精确的刻度。

接下来是一段漫长的细活。样品珍贵,只能从小小的碎屑里一点点分离出锆石和其他矿物,再逐项测定化学成分和年龄。

结论是,特加扎001是一块火成岩,由岩浆慢慢冷却凝固而成,原本是火星地壳的一部分。研究团队又把它的元素比例拿去和探测器从轨道上测到的火星各区域数据对比,发现最接近的是火星南半球的高地。那片地方坑坑洼洼,布满陨石坑,一直被认为是火星上最古老的地带之一。

一块地上捡来的石头,能大致追溯到它在另一颗行星上的老家,这已经够难得了。但这块石头身上最有意思的,是它记下的火星的气候。

刘洋团队今年还发表过另一项研究,发现特加扎001里有些矿物曾经被水改造过。这意味着在火星早期,液态水曾在它的地壳乃至地幔里渗流。那时候的火星更暖、更湿,比今天更像地球。

可同一块石头又给出了另一面。研究人员分析了封在石头里的残留的氢,发现早在它成形的时候,也就是41亿多年前,火星就已经在大量丢失大气,正一步步变冷,朝着今天这副又冷又干的模样走去。

换句话说,早在41亿年前,火星温暖湿润的好日子就已经开始走下坡路。这块石头同时见证了水的存在和水的离去。

刘洋说,把这些结果放在一起看,火星的地幔很可能比许多行星科学家长期以为的更不均匀、更复杂。而她的团队对这块石头的研究“才刚刚触及表面”。

读懂火星的过去,也是在读地球自己的过去。两颗行星的出身差不多,都是从一片翻滚的岩浆海开始,慢慢冷却,分出地核、地幔和地壳。但地球的板块一直在活动,地壳不停地被埋下去、熔掉、再造出来,最初那几亿年的岩石几乎一块都没留下。火星的地质活动早早就平息了,反倒把幼年时期的记录原封不动地存到了今天。

论文的一位审稿人把这块陨石称作“火星的罗塞塔石碑”。罗塞塔石碑是19世纪初破译古埃及文字的钥匙,这块石头的意义类似:它也许能帮人读懂太阳系里其他行星早年的故事。刘洋说,他们希望把火星当作对照组,弄清楚一颗行星要具备什么条件才适合生命。

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图一:这块名为特加扎001的陨石至少有41亿岁,火星历史的大半它都在场,图源:Alones via Shutterstock
图二:特加扎001陨石,图源:Darryl Pitt

信源:Randolph, Mary. "Oldest Known Mars Rock Is a ‘Rosetta Stone’ for the Red Planet’s Watery Past." Scientific American, edited by Lee Billings, 29 Oct. 2026

发布于 韩国