火星表面是均匀的玄武岩,是数十亿年火山活动和表面流动的熔岩最终冷却的产物。由于火星并没有像地球上的大陆移动那样经历全面的表面重塑,科学家们认为火星的地壳历史是一个相对简单的故事。
但在一项新的研究中,研究人员发现,在这颗红色星球的南半球,硅(一种化学元素)的浓度高于纯玄武岩环境下的预期浓度。二氧化硅浓度是由撞击火星的太空岩石暴露出来的,这些埋在地表以下数英里的物质,揭示了一段隐藏的过去。

艾奥瓦大学地球与环境科学系助理教授、该研究的通讯作者瓦莱丽·佩雷表示:“成分中有更多的二氧化硅,使岩石不只是玄武岩,还有其他成分。这告诉我们,火星上的地壳是如何形成的,肯定比我们所知道的更复杂。因此,这更重要的是了解这个过程,尤其是它对地壳最初形成的意义。”
科学家认为火星形成于45亿年前。这颗红色行星究竟是如何形成的,这是一个谜,但也有一些理论。一种观点认为,火星是通过太空中岩石的巨大碰撞形成的,这种碰撞伴随着强烈的热量,产生了一种完全液化的状态,也称为岩浆海洋。理论认为,岩浆海洋逐渐冷却,形成了一层地壳,就像一层皮肤,这将是一种奇特的玄武岩。
另一种理论是,岩浆海洋并非无所不包,火星上第一个地壳的部分具有不同的起源,这表明硅石浓度不同于玄武岩。
佩雷和她的研究伙伴分析了火星勘测轨道器为该行星南半球收集的数据,此前的研究表明该地区是最古老的地区。研究人员发现了九个富含长石的位置,比如地形中的火山口和裂缝,长石是一种与熔岩流有关的矿物,其硅质含量高于玄武岩。
此前在火星其他地区也发现过长石,但进一步分析表明,这些地区的化学成分更多的是玄武岩。这并没有让研究人员望而却步,他们转向了另一种叫做THEMIS的仪器,该仪器可以通过火星表面的红外波长反射来检测二氧化硅浓度。根据来自THEMIS的数据,研究小组确定了他们所选地点的地形是硅质多于玄武岩。
在撒哈拉发现的Erg Chech 002等陨石,其年代大致可以追溯到太阳系的诞生,显示出与团队在火星九个地点观察到的类似的硅质和其他矿物成分,这进一步证明了他们的观察结果。研究人员还将该地壳的年代确定为约42亿年,这将使其成为迄今为止在火星上发现的最古老的地壳。
火星地表上的探测车观察到硅质岩石比玄武岩含量高。因此,有人认为地壳可能更具硅质。但我们从未知道,也仍然不知道早期地壳是如何形成的,或者它的年龄有多大,所以这仍然是一个谜。
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