南極冰核

火星梅裡迪亞尼平原的一部分

　　據美國宇航局太空網報道，美國宇航局的「機遇」號火星車在這顆紅色行星的梅裡迪亞尼平原 (Meridiani Planum)發現令人費解的沉積物，最近幾年已經出現幾種理論，對這些沉積物的成因進行解釋。最近，一項最新研究又提出一個新理論：火星上的沉積物可能是遠古大冰川留下的。

　　這一最新冰理論的提出者表示，該理論能更好地解釋火星沉積物的一些奇怪特徵。這項研究結果發表在2月15日的《自然—地球科學》網絡版上，論文聯合作者，休斯頓美國宇航局約翰遜航天中心的保羅·奈爾斯說，該研究得出的結論和「解釋火星上的沉積物是如何形成的一個新觀點非常接近」。

　　機遇號發現800米厚沉積物

　　2004年「機遇」號降落在火星表面時發現這些沉積物，這些沉積物的厚度將近半英里(約800米)。雖然這顆紅色行星上分散著很多類似的地質層，但是它們都集中在方圓數百平方英里的梅裡迪亞尼平原周圍。這些厚厚的礦物鹽沉積物中包含鈣和硫酸鎂。

　　以前提出的有關火星沉積物起源的理論包括：像2007年發表的一篇論文描述得那樣，曾覆蓋在這個北部平原上的浩瀚無邊的海洋蒸發形成沉積物；地下水流出地表形成的淺水池蒸發形成沉積物。

　　眾所周知，地球上美國新墨西哥州白沙島等地的類似礦物鹽沉積物是由湖泊蒸發形成。但是湖泊和海洋需要一個封閉的空間盛水，然而火星梅裡迪亞尼平原沒有這樣的一個空間。2007年的那項研究利用一個模型展示該地符合地下水上湧的要求，但是奈爾斯表示，通過這項研究仍無法解釋這些沉積物裡的一些化學成分。

　　新理論解釋沉積物成因

　　奈爾斯告訴美國宇航局太空網說，在地球上，由於鎂繼續溶解在水中，海洋蒸發形成的沉積物裡只含有硫酸鈣。但是在火星上的沉積物中，「鎂和硫酸鈣這兩種看似不相容的礦物卻混合在一起。解釋這一現象是件非常有趣的事情。」奈爾斯和論文聯合作者，法國巴黎第十一大學的約瑟夫·麥卡斯提出的這個理論，為解釋二者之間的差異提供了依據。

　　這個最新理論利用形成當前火星極冠頂端冰層的機制，解釋了火星沉積物的形成原因。該理論認為，火星大氣中的塵埃和浮質吸收水分(這一過程被稱作成核現象，地球上的相同過程也導致雨雪形成)，形成雪花，降落到火星表面的雪花最後形成冰。奈爾斯表示，形成雪花的大部分浮質很可能是火山噴發產生的二氧化硫。他說：「這就如同地球上的酸雨。」最終，所有冰、塵埃和浮質在一個大冰川裡融合在一起。

　　奈爾斯解釋說，雖然冰層可將陽光重新反射到太空，但是塵埃粒子會不斷吸收陽光，「變得比冰更加溫暖」。於是塵埃粒子周圍的冰開始融化，形成小型水域，這時水體裡的礦物質開始與水發生反應。

　　硫磺浮質使水體呈現酸性，由於火星上溫度極低，任何多餘的水分都會重新凍結，所以這些液態水域的酸性很大。由於這些酸水都保持在一個很小的空間裡，所以硅酸鹽塵粒中的礦物質不會像在較大的空間裡那樣分開。在地球上的南極冰核中也看到過這種礦物粒子聚集現象。

　　奈爾斯和麥卡斯提出，冰之所以會在目前遠離極區的梅裡迪亞尼平原形成，是因為過去火星上的氣候與現在有很大不同。可能是火星極點的自然遊離，或者是火星傾斜角發生變化，使過去的火星赤道地區變成現在的極區，導致過去的火星梅裡迪亞尼平原比現在更加寒冷。

　　冰川昇華留下沉積物

　　稍後發生的氣候變化和冰川昇華，留給火星的是一堆堆礦石沉積物。後來，這些沉積物經過風蝕，離開最初位置，重新堆積形成現在科學家正在研究的風蝕沉積物。雖然目前仍不清楚火星沉積物形成的原因，但是利用火星車探測這些和其他類似的沉積物，或許能揭開它們的起源之謎。奈爾斯說：「要確定這種現象產生的原因，我們還有很多工作需要做。」