研究人员提出了在火星上形成古粘土矿物的新情景

火星可能被包围厚厚的蒸汽氛围，因为这个星球的地壳冷却和凝固。蒸汽浴可能创造了长期归因于表面上或在表面下方的水流的粘土矿物质。

新的研究表明，火星上的大部分粘土矿物质可以形成为地球的地壳冷却和凝固，而不是随着已经假设的表面的后来与水相互作用。

棕色大学的行星科学家提出了一种新的场景，用于在火星上形成古粘土矿物质，如果表明是真的，可以重写红色星球的早期历史。

Martian表面上有成千上万的古代文学露头。通过水与火山岩的相互作用形成植物硅酸盐或粘土，使许多科学家们得出结论，在火星历史的某些点必须持续存在持续的地表水，地下水或活性水热系统。但新的研究，在“自然”期刊上发表，表明粘土可能在玛丽安地壳本身的创造期间形成，在任何流星上流动的水之前。

通过实验室实验和计算机模型支持，研究人员阐述了方案如何工作。在非常早期的太阳系中，MARS和其他岩石行星被认为已被熔融岩浆的海洋覆盖。由于火星岩浆海洋开始冷却和凝固，水和其他溶解的挥发物将被突出到表面上，形成围绕行星的厚实，蒸汽的气氛。来自高压蒸汽浴的水分和热量将使新凝固的表面的大量转化为粘土。随着地球的发展，在数十亿年里，火山活动和小行星轰炸将在一些地方覆盖粘土并在其他地方挖掘它们，导致今天在表面上看到的普遍但是斑驳的分布。

“制作粘土的基本配方是你摇滚，你加热和水，”佛罗里达大学博士研究员凯文大炮表示，在完成他的博士学位的同时领先研究。在棕色。“这种由岩浆海洋创造的原始气氛是有史以来最热门和最潮湿的火星。这是一种情况，你可以改变地壳，然后后来洗掉这些材料。“

大炮和他的共同作者称，这种情况提供了一种创造广泛粘土沉积物的手段，这些方法在火星早期不需要温暖和潮湿的气候或持续的水热系统。最先进的气候模型表明了一个早期的火星，温度很少冻结地悄悄悄悄地悄悄地悄悄地散发出来的水流是散发性和分离的。

“火星进化中出现的一个并发症是我们无法创造一种场景，其中表面风化的能力产生了我们所看到的矿物改变的程度，”棕色地球部教授杰克芥末说，“环境和行星科学与研究共同作者。“我们肯定没有尝试完全折扣其他改变机制。表面风化和其他类型的改变肯定发生在不同点，但我们认为这是解释我们在最古老的火星大的地形中看到的大部分广泛粘土的合理方式。“

为了证明他们提出的机制是合理的，研究人员合成了与Martian玄武岩组成的岩石样品。然后，它们使用高压装置来重建温度和压力条件，在岩浆海洋产生的蒸汽气氛中可能存在于可能存在。烹饪样品后两周后，该团队检查了是否已被改变并在多大程度上进行了改变。

“这真是卓越的这种玄武岩被改变了，大炮说。“在最高的温度和压力下，它完全通过玄武岩颗粒。这是一个非常强烈的改变程度。“

电子显微镜图像显示通过高压蒸汽将底座转向粘土的广泛。模糊的区域是改变的矿物质。

大炮和他的同事说，与岩浆海洋相关的蒸汽气氛可能会幸存下来，只需1000万年或更长期。他们已经足够长，他们估计，在原始火星地面创造了三公里的粘土。

为了了解那种粘土的命运可能是在地球发展的情况下，研究人员创建了一款计算机模型，以模拟火星地壳的板块，顶部有一个三公里的粘土层。然后他们模拟了第一十亿多年的火星地质历史 - 火山活动和小行星轰炸最普遍的时期。该模型表明，随着时间的推移，粘土的埋葬，挖掘和散射产生了与今天在火星上看到的外露存款的分布。

“为了把一些数字放在上面，粘土在火星上占据最古老的地壳暴露的3％，”大炮说。“我们在这些模型中找到了同样的数量级。”

研究人员说，实验室实验和模拟不能说，这种情况发生了这种情况，但他们确实表明了一个强烈的假设，可以在将来的火星探索期间进行测试。

“我喜欢的一件事就是它真的是真实的，”棕色和共同作者的地质教授史蒂夫·帕尔曼说。“随着返回的样品，或者也许甚至可以在流动站上与分析设备，我乐观地可以将这种原始过程与其他一些改变过程区分开来。”

如果这个过程确实发生，它可能对早期火星历史有一些有趣的影响。除了为粘土形成机制外，即使火星与气候模型所表达的寒冷和冰冷，方案也表明粘土的广大沉积物是 - 并且可能仍然 - 在表面下方存在。研究人员表示，这些存款可以解释为什么Martian Crust比玄武岩地壳的预期少。存款也将作为水的大地下储存储层。

“潜在埋藏的粘土可能会有很多水，”帕尔曼说。“你可以想象，如果这些存款被魔法师或其他一些进程加热，他们将释放出水，可能为表面提供瞬态供水。这可能对过去的居住地产生影响。“

芥末们担任委员会举办委员会，其中列出了NASA的Mars 2020 Rover科学目标，希望这一新假设可以告知未来的火星探索。

“这将是一个真正有趣的假设，”他说。“取决于流动站最终降落的地方，我认为我们可以获得正确的样本来照亮这些问题。”

出版物：Kevin M. Cannon等人，“火星上的原始粘土在蒸汽或超临界大气下形成，”2017年12月07日（2017年12月07日）Doi：10.1038 / Nature24657