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火星土壤礦物似與夏威夷火山土壤雷同

2012/11/04 | | 標籤:

一項來自好奇號(Curiosity)火星探測車的最新研究顯示:火星土壤所含有的礦物,可能與風化後的夏威夷火山玄武岩質土壤類似。

這個火星土壤中的礦物,是好奇號上的化學與礦物學儀器(Chemistry and Mineralogy,CheMin)第一次採擷並分析火星土壤標本時測得的。CheMin利用X射線繞射的方式來進行分析;這是地球上地質學家標準程式,只不過,地球上的地質學家們通常是用規模大得多的實驗室儀器來從事這種分析工作。因為不同的礦物結晶與X射線的交互作用結果不同,因此利用X射線繞射,能比較精確的得出礦物內部結構而確認礦物種類。右圖即為CheMin的X光繞射分析結果。

美國航太總署Ames中心將實驗室中龐大的X射線繞射儀器予以精緻化後,讓它小得足以放進好奇號探測車中。不過,火星探測並不是唯一的得利者,它還可應用在地球的其他事業中,例如用於探勘石油與瓦斯的儀器、分析考古物品、偽藥辨別等等。

由於每種礦物都會在某些情況下形成,因此礦物本身等於記錄了它形成時的週邊環境,因此好奇號辨認出的這種礦物,可用於評定好奇號所在的蓋爾坑(Gale Crater)過去的環境概況。

好奇號CheMin此番採測的土壤來自任務小組暱稱為「岩巢(Rocknest)」的地方,經過篩網篩選出直徑小於150微米的沙粒(1微米=百萬分之一公尺),大約相當於一般人類頭髮的直徑。這個土壤樣本至少包含了兩種成分,一種是被沙塵暴帶著散佈到火星全球的塵埃,另一種則是源於當地的微小沙粒。好奇號幾個星期前曾研究過地質年齡達數十億年的礫岩,顯示這些礫岩可能是流動的水流形成的;然而,此番CheMin分析出的礦物與那些礫岩不同,很可能是比較近代的地質活動形成的。

火星絕大部分地表都被塵土覆蓋,因此先前一直無法完整而徹底的瞭解火星的礦物學。藉由好奇號的幫助,現在知道這些礦物類似玄武岩質的物質,富含長石(feldspar)、輝石(pyroxene)和橄欖石(olivine),這些礦物的出現,有點出乎科學家們的意外。大約半數左右的土壤為非結晶物質,像是火山玻璃(volcanic glass)或是玻璃風化後的產物。這個與夏威夷火山地質中發現的礦物成分類似。

那些古老礫岩應是在流動水流中形成,而那些較年輕的土壤中發現的礦物則是少與水有交互作用。因此到目前為止,好奇號分析的蓋爾坑物質與科學家原本的假設相差無幾,可能是由潮濕轉換成乾燥環境的過渡時期所形成的沈積物。

資料來源:A Hint of Hawaii in the Sands of Mars. NASA [Oct. 31, 2012]

轉載自 網路天文館

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