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記者專欄
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一顆來自火星的隕石或顛覆行星形成理論

2022-06-20 12:00 來源:科技日報

  揮發(fā)性元素對行星形成、演化和宜居性至關(guān)重要。據(jù)《科學(xué)》雜志近日發(fā)表的一項關(guān)于古老隕石的新研究,火星在太陽星云帶來揮發(fā)性元素之前就“吸積”了來自球粒隕石的該類物質(zhì)。研究結(jié)果顛覆了目前關(guān)于地球和火星等巖石行星在形成過程中如何獲得揮發(fā)性元素,如氫、碳、氧、氮和惰性氣體的觀點(diǎn)。

  美國加利福尼亞大學(xué)戴維斯分校地球和行星科學(xué)系博士后桑德琳·佩隆說,關(guān)于行星形成的一個基本假設(shè)是,行星首先從一顆年輕恒星(如早期的太陽)周圍的星云中獲得這些揮發(fā)性元素。由于此時該行星是一個熔巖球體,這些元素最初會溶解到巖漿海洋中,然后散逸到大氣中。隨后,球粒隕石撞擊這顆年輕的行星,帶來更多易揮發(fā)的元素。因此,科學(xué)家們預(yù)計,行星內(nèi)部的揮發(fā)性元素應(yīng)該反映了太陽星云的組成,或者是來自太陽星云和隕石的混合物,而行星大氣中的揮發(fā)性元素主要來自隕石。這兩種來源,即太陽來源和球粒隕石來源,可以通過惰性氣體,特別是氪的同位素比率來區(qū)分。

  落到地球上的來自火星的隕石大多是暴露于火星大氣的地表巖石。大部分火星隕石都是球粒隕石。但是,火星“使者”蒞臨地球的幾率非常小。1815年在法國東北部墜落的被命名為“Chassigny”的隕石就是一位來自火星的“稀客”。

  研究人員通過使用稀有氣體實驗室建立一種新方法,對隕石樣品中的微量氪同位素進(jìn)行了仔細(xì)測量,以推斷隕石中元素的來源。

  他們發(fā)現(xiàn),“Chassigny”隕石中的氪同位素對應(yīng)來源應(yīng)屬于球粒隕石,而不是太陽星云。這意味著火星大氣中存在隕石來源揮發(fā)性元素的時間比之前認(rèn)為的要早得多,而且是在太陽星云存在的情況下——這顛覆了傳統(tǒng)的觀點(diǎn)。

  “在火星內(nèi)部,氪的成分幾乎全部來自球粒隕石,但大氣層中的氪是來自太陽星云。”佩隆說,“這是非常獨(dú)特的!

  結(jié)果表明,火星的大氣層不可能完全由地幔釋氣(outgass)形成,因為這會使其含有球粒隕石成分。在巖漿冷卻后,火星必須從太陽星云中獲得大氣,以防止內(nèi)部球粒隕石來源氣體和太陽星云來源氣體發(fā)生實質(zhì)性混合。

  太陽輻射和太陽風(fēng)會吹走火星上的太陽星云和原始大氣。新的結(jié)果表明,火星的形成是在太陽星云消散之前完成的。此外,火星大氣中的氪一定以某種方式得到了保存,可能被困在地下或極地冰帽中。實習(xí)記者張佳欣

(責(zé)任編輯:支艷蓉)

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2022-06-20 12:00 來源:科技日報
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