橄榄石|古流星竟承载着可证明火星上火山对流现象首个证据
文章介绍了科学家们研究Tissint陨石中的橄榄石晶体时 ， 发现晶体中有不规则的富磷带 。 这表明火星可能是一个火山活动的行星 。
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多年来 ， 我们都认为火星早已彻底冷却 。 除了大风仍在呼啸 ， 火星就是一颗尘土飞扬 ， 干燥又贫瘠的星球 。 然而 ， 有一些证据暗示出火星上的火山活动和地质活动仍是活跃的 。
事实上 ， 火星上有活跃的火山活动可能是真的 。 科学家说 ， 在火星深处形成的一颗陨石是第一个有力的化学证据 ， 来证明在火星地幔内部有岩浆对流的现象 。
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2011年 ， 一颗名为“提森特”的陨石从火星坠落至地球 ， 当其在岩浆对流中迅速旋转时 ， 其中的橄榄石晶体只能在温度不断变化的环境中形成 。 这就表明了 ， 574-582百万年前 ， 当这些晶体形成时火星的火山活动是活跃的 ， 并且可能至今仍有间歇性的活跃期 。
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格拉斯哥大学的行星地质学家尼古拉·马里对《科学警报》说：“尽管之前的研究使用了不同的方法来探究‘火星上是否仍有活跃的火山活动’ ， 但是始终没有岩浆对流的证据 。 ”
“然而 ， 这次是第一次在真实的火星样本上 ， 从纯化学的角度证明火星内部活动的研究 。 ”
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橄榄石是一种镁铁硅酸盐 ， 并不罕见 。 它从冷却的岩浆中结晶 ， 在地幔中很常见 。 事实上 ， 橄榄石群在地幔中占主导地位 ， 通常作为岩体的一部分而存在 。 在地球表面 ， 它多存在于火成岩中 。
橄榄石在陨石和火星上十分常见 。 从前 ， 火星表面的橄榄石被认为是火星环境干燥的证据 ， 因为矿物在湿润的条件下会快速发生变化 。
但是 ， 当马里和他的团队开始研究提森特陨石中的橄榄石晶体 ， 试图了解其形成时的岩浆库时 ， 他们注意到一些奇怪的东西 。 这些晶体具有不规则间隔的富磷条带 。
在地球上这种现象被称为溶质截留 ， 但在火星上发现这一过程确实令人惊讶 。
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（图片来源：Mari et al., MeteoriticsPlanetary Science, 2020）
马里说：“当晶体生长速度超过磷在熔融体中扩散的速度时 ， 就会发生这种情况 。 因此磷只能进入晶体结构 ， 而并非存在于岩浆中 。 ”
“在生成岩浆的岩浆库中 ， 强烈的对流使橄榄石从库的底部（较热区域）迅速来到顶部（较冷区域） 。 准确地说 ， 这个过程每小时可以使橄榄石冷却15-30℃ 。 ”
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那些较大的橄榄石晶体也有启示作用 。 镍和钴的痕迹与之前的发现一致 ， 即它们起源于火星地壳深处 ， 深度达40-80公里（25-50英里） 。
这就可以推断出它们形成时的压力 。 借着橄榄石的平衡温度 ， 研究小组现在可以进行热力学计算 ， 以发现晶体形成时地幔的温度 。
他们发现 ， 这些橄榄石形成于火星亚马逊晚期 ， 当时火星地幔的温度可能在1560℃左右 。 这与4-25亿年前太古宙时地球的地幔温度——1650℃ ， 非常接近 。
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但这并不代表火星类似于早期的地球 。 反之 ， 这意味着火星的地幔下可能保留了相当一部分热量 。 这是由于火星上缺少像地球上帮助散热的板块构造 ， 所以其冷却地很慢 。
马里告诉《科学警报》：“我真的认为火星上至今仍有可能有火山活动 ， 这些新的结论都指向了这一点 。 ”
“在接下来的500万年里 ， 我们可能看不到火星上的火山喷发 ， 但这并不意味着火星上是一片死寂的 。 这只能说明火星和地球上火山喷发的时间间隔不同 ， 火星上的时间间隔为几百万年 ， 而地球上每天都有至少一次火山喷发 。 ”
当然 ， 我们需要更多的研究来证实这一假设 。 但这些结果还意味着 ， 以前基于地球表面橄榄石对环境干燥的解释可能需要重新审视 。 （火星上仍然非常干燥 。 ）
美国国家航空航天局正在进行的“洞察号”任务发现了火星地震的证据 ， 测量了火星地壳的热通量 。 如果火星上仍有火山活动 ， 我们可能很快就会对它有更多了解 。
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