划重点
01瑞士科学家在火星陨石中发现了距今44.5亿年的水迹，可能为火星上存在古老热水的最直接证据。
02该研究分析了2011年在撒哈拉沙漠发现的“黑美人”陨石，发现锆石颗粒中包含异常数量的铁、钠和铝。
03由于这些元素通常不会在晶态锆石中发现，研究人员认为在44.5亿年前锆石形成时，富含水的流体在这些元素上留下了痕迹。
04如果44.5亿年前火星地壳中存在热液系统，那么液态水很可能流到了地表，为地球上的生命提供了如温泉等环境。
05目前，科学家仍在试图解释火星如何失去其保护性磁场，并将火星样本带回地球进行研究。
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据美媒12月10日报道，一项新的研究表明，一块坠落到地球上的火星陨石中所含的矿物揭示了火星上存在距今44.5亿年的水迹。这颗锆石颗粒可能是火星上存在古老热水的最直接证据，而热水可能为地球上的生命提供了如温泉等环境。
这一发现为我们理解火星远古时期是否适合居住开辟了新途径。这也为围绕和漫游火星的航天器舰队已经收集到的观测结果提供了更多支持，这些观测结果发现了火星表面曾经存在河流和湖泊的证据。
然而，关于火星上水到底何时首次出现，以及它是如何随时间演变并消失的，这些关键问题仍然悬而未决。
科学家分析了2011年在撒哈拉沙漠发现的“黑美人”陨石的样本，这块陨石是在500万至1000万年前另一个天体撞击火星后被从火星表面喷射出来的，其碎片多年来一直是研究古代火星的关键来源。
这项新研究于11月22日发表在《科学进展》杂志上，重点研究了陨石中发现的一颗锆石颗粒。研究团队的分析表明，水在该行星形成后仅1亿年就存在了，这表明火星在其历史上的某个时刻可能孕育了生命。
该研究的主要作者、瑞士洛桑大学地球科学与环境学院的研究员杰克·吉莱斯皮在一份声明中说，“我们的数据表明，火星地壳中存在水的时间与地球表面最早出现水的证据时间相近，大约在44亿年前，这一发现为理解火星的行星演化、其上发生的过程以及其孕育生命的潜力提供了新的证据。”
矿物如同时间胶囊
岩石可能隐藏着关于火星的一些最大未解问题的答案，包括火星上存在多少水，以及火星上是否曾经存在过生命。这就是为什么像“黑美人”这样的陨石对科学家如此有吸引力的原因。
2013年，新墨西哥大学陨石研究所所长、教授卡尔·阿吉首次向科学界展示了这块太空岩石。
“（‘黑美人’陨石）包含数百块岩石和矿物碎片，每一块都承载着火星45亿年历史中的不同部分，”该研究的共同作者、科廷大学太空科学与技术中心行星科学家及高级讲师亚伦·卡沃西在电子邮件中说，“（它）是了解诺亚纪之前火星地质谜团的唯一来源”。
诺亚纪发生在41亿至37亿年前，而对于火星诺亚纪之前（45亿至41亿年前）的时期，人们知之甚少，尽管了解这一时期至关重要，因为它相当于火星历史的第一页，卡沃西说。
但“黑美人”已经揭示了一些秘密。卡沃西说，陨石中包含的许多岩石碎片表明，火星地壳经历了多次撞击，导致火星表面发生了大规模变动。
这块太空岩石还包含了已知最古老的火星碎片，包括最古老的锆石，卡沃西说。锆石是一种坚硬的矿物，用于珠宝、陶瓷砖和医疗植入物等产品中，它可以帮助科学家窥探过去，并确定其结晶时存在的条件，包括当时的温度以及矿物是否与水发生过相互作用。
“锆石含有铀的痕迹，铀是一种充当自然时钟的元素，”吉莱斯皮说，他在研究时是科廷大学地球与行星科学学院的博士后研究助理，“这种元素会随着时间的推移以精确已知的速度衰变成铅。通过比较铀和铅的比例，我们可以计算出晶体形成的年代。”
卡沃西说，“黑美人”中的锆石在坠落到地球并穿越地球大气层坠入撒哈拉沙漠的过程中没有发生变化，因为它受到了陨石内部的保护。
在研究锆石颗粒的过程中，研究团队检测到了异常数量的铁、钠和铝，这表明在44.5亿年前锆石形成时，富含水的流体在这些元素上留下了痕迹。这些元素通常不会在晶态锆石中发现，但研究人员对锆石的原子尺度研究表明，这些元素融入了晶体结构，并像市场上的水果摊一样排列，卡沃西说。
“我们可以通过（铁、铝和钠）在锆石内部的分布模式来判断，它们是在晶体生长过程中被融入的，就像洋葱的层次一样，”卡沃西说。
在地球上，来自热液系统的锆石，由地下火山活动（如热岩浆向上流动）加热水而形成，与“黑美人”中发现的锆石具有相似的模式。如果44.5亿年前火星地壳中存在热液系统，那么液态水很可能流到了地表。
卡沃西说，“我们在地球上的经验表明，水对于能够孕育生命的栖息地至关重要，地球上的许多环境，包括温泉和热液喷口在内的热水系统，都孕育着生命。这样的环境可能是地球上最早的生命形式诞生的地方。我们的新研究表明，在诺亚纪之前的时期，火星地壳是温暖潮湿的，这意味着当时可能存在宜居环境。”
近距离接触火星
卡沃西很好奇，在44.8亿至44.3亿年前岩浆帮助形成火星地壳时，像温泉这样的热液系统是否普遍存在，或者它们是否只是偶尔出现。“如果热液系统是早期火星上的稳定特征，那么这表明宜居条件可能持续了相当长的时间，”卡沃西说，“这是一个现在可以通过从火星锆石中收集更多数据来验证的假设。”
印第安纳州西拉斐特普渡大学行星科学教授、毅力号火星车任务共同研究员布里奥妮·霍根表示，在能够直接从火星带回样本之前，“黑美人”陨石是了解火星地壳如何形成以及火星早期表面状况的最佳窗口之一。
她说，从一颗微小的锆石颗粒中发现地下存在热液系统的证据，与关于古代火星上存在的水量和火山活动的科学理论相吻合。霍根补充说，这些最早的潜在宜居环境会受到强大行星磁场的保护，而火星如今已经失去了这种磁场。科学家仍在试图解释这颗红色星球是如何失去其保护性磁场的。
目前，毅力号火星车正在攀爬火星上的杰泽罗陨石坑边缘，这个古老的湖泊曾在37亿年前充满水。霍根说，火星车遇到的一些岩石可能是由热液系统形成的。火星车将从这些岩石中取样，因为它们可能保留了古代微生物生命的证据。
“尽管陨石可以告诉我们很多信息，但如果我们能从火星上已知位置精心挑选出完整的岩石样本，并结合良好的地质背景进行研究，那么我们将能做得更好，”霍根说，“因此，这篇论文极大地激励我们将火星样本带回地球，并在未来几年以同样的详细程度进行研究。”