7.42亿年前火星上是否有液态水？重要证物却在大学抽屉里睡大觉

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翻译：孙宇峰

校对：甘林

审核：牧夫天文校对组

美编：余家劲

后台：李子琦

https://sorae.info/astronomy/20241121-lafayette-meteorite.html

【▲有海和湖时的火星想象图（Credit：NASA/Goddard Space Flight Center）】

普渡大学的Marissa Tremblay为首的研究小组，对一颗在美国发现的火星陨石“拉斐特（Lafayette）陨石”包含的矿物进行分析后发表了研究成果，表明距今约7.42亿年前火星可能受到液态水的变质作用。

换句话说，这块陨石说明了当时火星上水可能以液态的形式存在。研究小组的成果论文刊登在了《Geochemical Perspectives Letters》上。

岩浆活动导致永久冻土融化产生液态水的可能性

【▲火星陨石“拉斐特陨石”的碎片之一（Credit：Purdue University；Photo/Kelsey Schnieders Lefever）】

据推测，拉斐特陨石是大约1100万年前火星上发生天体碰撞时弹起的岩石在宇宙空间中漂流后坠落到地球上的。在它的内部，发现了由橄榄石和液态水相互作用形成的被称为伊丁石的矿物集合体。

本次研究中，研究小组用氩同位素的方法（40Ar/39Ar年代测定）调查了拉斐特陨石中伊丁石形成的年代，得到了7亿4200万±1500万年前的结果。科学家认为，火星表面曾经存在足以形成海洋的液态水，但不久后便消失了。火星表面大量的水不太可能留存到在所分析的伊丁石形成年代，因此研究小组认为，是岩浆活动导致永久冻土融化，产生液态水，使矿物变质。

另外，作为火星陨石被发现的岩石在从火星弹起以及坠落到地球时会受到热量和冲击，在宇宙空间漂浮期间也会受到宇宙射线和宇宙尘埃的风化作用（宇宙风化）。研究小组对这种作用使氩的一部分丢失，从而导致影响年代测定的可能性进行了研究，Tremblay表示，已经证实它们没有产生影响。

【▲显示拉斐特陨石所含伊丁石年代测定结果的图表。其形成年代为7亿4200万±1500万年。引自研究团队论文（Credit：Tremblay et al.）】

拉斐特陨石的发现地点是“大学抽屉”？

据普渡大学称，这块后来被命名为拉斐特陨石的石头是在1931年(※)发现的，地点是该大学的抽屉里，至于为什么会在那里就不得而知了。最初，人们认为其表面的图案是冰川划痕（移动的冰川在岩石上留下的痕迹），但由于与普渡大学所在的美国印第安纳州发现的典型岩石不同，因此委托伊利诺伊州芝加哥的菲尔德自然历史博物馆进行了详细调查。

※…在2019年4月普渡大学的新闻稿中，其发现年份为1929年，但在报道此次研究成果的新闻稿和国际陨石学会的数据库中，发现年份为1931年，因此在此将其定为1931年。

结果显示，样本外部由于进入大气层时的高热变质为玻璃质，内部则发现了印第安纳州罕见的矿物，由此确认为陨石。陨石的名字是根据发现的地点命名的，因此以大学所在地西拉斐特命名为“拉斐特陨石”。拉斐特陨石的大碎片保存于华盛顿特区的美国国立自然历史博物馆，其他碎片有的被捐赠给菲尔德自然历史博物馆(※2019年返还给普渡大学)，有的则被保存在各地用于研究。

【▲视频：时隔数十年从捐赠地菲尔德自然历史博物馆归还给普渡大学的拉斐特陨石碎片】（Credit：Purdue University）

到了20世纪80年代，根据NASA的火星探测器“维京”号的观测数据，人们开始认识到包括拉斐特陨石在内的一些陨石是火星陨石，即“从火星飞来的岩石”。尤其是拉斐特陨石，坠落后似乎没有受到太多地面风化作用，因此可能适合检测来自火星的有机物而备受关注。

话虽如此，不知道何时何地被发现也是令人困扰的。2022年，格拉斯哥大学的Aine Clare O'Brien领导的研究团队发表了一项研究成果，试图确定拉斐特陨石的坠落和发现时间。

研究团队的论文称，某日普渡大学的学生在蒂皮卡努郡（威斯特拉斐特所在的郡）的池塘钓鱼时，附近落下了一块石头。1935年的一篇论文报道了从泥中回收石头的学生在家中保管后捐赠给大学的经过。

因此，研究小组分析了伦敦自然历史博物馆提供的拉斐特陨石样本，调查了坠落后“污染”陨石的来自地球的有机物。研究结果推断，陨石中存在着来自植物的多种代谢物和被称为赤霉病病原体的禾谷镰刀菌产生的一种真菌毒素“脱氧雪腐镰刀菌醇（波米毒素）”，结合前文所述经过，研究小组得出结论：陨石坠落在赤霉病爆发的1919年的可能性最高。

如果坠落发生在1919年，作为“落下的石头”被发现的拉斐特陨石，在大学的抽屉里静静地沉睡了12年。而且，在发现是陨石之后，又过了半个世纪左右的时间才发现是火星陨石。在日本也有类似的事情：在日本国立科学博物馆作为“山犬”保管的标本，最近被发现实际上是日本狼。在各个领域，等待“发现”的这样的收藏品可能还有很多。

责任编辑：甘林

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轨道视角下的火星北极区域

图源：NASA/JPL-Caltech/MSSS

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