火星上的玻璃之海!究竟是天外來物還是火山噴發?

文章簡介:科學家探測到火星隕石坑中的撞擊玻璃

THE GLINT OF MARTIAN GLASS

科學家們在火星的環形山中發現了玻璃,這是撞擊過程中產生的巨熱融化了火星表層形成的。

就像每個人在青春期長的痘痘一樣,火星表面布滿了痘坑一樣的環形山,數不清的撞擊使得它的表面傷痕累累。當一個碰撞物高速撞上火星的時候,會融化掉所經之處的岩石,如果冷卻的足夠快——更直接點說就是,當這個融化的材料接觸到古老火星上的岩石和冰冷的空氣——玻璃形成了!

但是迄今為止,行星學家還沒有證實火星上有沖擊玻璃的存在。實際上,很多科學家都見過玻璃,2012年,波拉尼·哈根和吉姆·比爾(他倆當時都在美國亞利桑那州立大學)觀測到大量的玻璃保留在北極沙海,橫穿了整個北部平原,覆蓋了大概1千萬平方公裏(4百萬平方英尺)。“但是,他們此時仍不知道這個巨大之物源自何方,而且很難解釋如此大量的玻璃都是由撞擊造成的,因此,他們的矛頭轉向火山爆發。”哈根說到。(火星在青年時期有大量的活火山。)

Credit: NASA / JPL-Caltech / JHUAPL / University of Arizona

在火星的一些火山口和阿爾加隕石坑附近(火山口中心峰如上圖所示),科學家發現了保存完好的沖擊玻璃的沉積層(綠色),同時發現的還有一些礦物質,輝石(藍色),橄欖石(紅色)。地形模型和顏色編碼來自NASA火星勘測軌道飛行器,垂直方向標尺拉長2倍。

現在,我們似乎終於在火星上找到了撞擊形成的玻璃。為了驗證這種猜想,凱文·坎農和他的導師約翰·馬斯德塔(都是布朗大學)想到了一種創造性的方式,他們把實驗室工作和在航天器的發現結合,利用光譜對這種材料進行驗證。

由於玻璃和礦物吸收光線的波長頻段是不同的,研究者可以通過光譜圖對這兩種東西進行區分。因此,坎農隨即調配了一種與在火星上發現的成分類似的岩石粉末,然後灼燒進行玻璃制備測試。通過在地球上人為的複制這種“火星”玻璃,坎農最終確定了這種材料的光譜圖。

然後,該團隊在火星上挑選了幾個保存完好的撞擊坑,並且在NASA那邊的火星軌道探測器上得到了極好的廣譜數據。他們構建了一種算法,能夠從原始坑中反射出來的混亂光線中分辨出玻璃的信號,從而精確探測到玻璃的存在。

該團隊在地質期刊上發表論文,其中提到,這些玻璃表現出來的特性與沖擊誘發玻璃化的特點相匹配,有時甚至保存著沖擊融化以後的鋒利邊緣(比如阿爾加隕石坑),或者包含在薄薄覆蓋在地表上的溶體中(比如裏奇隕石坑)。

“這實在是太棒了!”哈根說道(如今在普渡大學)。檢測到玻璃廣譜信號是一個非常大的挑戰,她解釋了一下。玻璃是半透明的,所以並不能很好的吸收光線。另一方面,這些玄武岩中常見的=富鐵礦石,像橄欖石和輝石,也會出現在隕石坑中,它們能夠吸收更多的光線,產生的吸收廣譜帶更深更容易被發現。她繼續說道“相比之下,富鐵礦石吸收了更多的光線,它們的信號很容易就覆蓋了玻璃的信號。”

發現玻璃是很令人振奮的,這是保存最完美的來自遠古生物的信號,有點像是古老蟲子和琥珀的結合。之前在探討火星成果的時候,一些人高喊“探索生命的意義”,我總是嗤之以鼻,現在,真香。我們之前探討過,好奇者號正在探索的黏土層是尋找生命的最好之地,因為黏土能夠把化石保存的很好。

“撞擊的熔融物要是冷卻的很慢,會融化掉包裹在裏面的有機物”,他說。此外,玻璃對於微生物是很友好的。就微生物繁殖來說,玻璃中的化學鍵有脆化的傾向,因此微生物更容易在裏面打洞。

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