空间2024 年 8 月 28 日

经过米歇尔·斯塔尔

火星上的科林托陨石坑。 （Herd 等人，《科学进展》，2024 年）

希望地球和火星永远不会相遇，但这并不意味着它们不能进行一些小规模的交流。由于太阳系经常剧烈运动，从火星发射出来的物质可以穿过太空鸿沟，最终撞向地球。（目前尚不清楚地球是否也做出了回应。）

到目前为止，已发现约 390 颗陨石源自火星。这听起来可能很多，但这只是我们在地球上发现的83,000 多颗陨石中的一小部分。科学家刚刚追踪到其中 200 颗陨石的起源地——火星表面。

令人惊讶的是，所有 200 个陨石都是从火星的两个地区——塔尔西斯和埃律西姆的五个撞击坑中弹出的。

加拿大阿尔伯塔大学的地质学家克里斯托弗·赫德说： “现在，我们可以根据这些陨石的共同历史以及它们到达地球之前在地表的位置对其进行分组。”

“这样一来，我们可以在所有这些潜在的陨石坑中，将范围缩小到 15 个，然后再从这 15 个陨石坑中，根据具体的陨石特征进一步缩小范围。”

对于一块从火星到地球的岩石来说，这不是一段轻松的旅程。首先，一块巨大的岩石需要猛烈地撞击火星表面，在火星上形成一个巨大的陨石坑，并以足够的力量将火星岩石抛出，以达到逃逸速度。

然后，这些碎片需要沿着轨道到达地球，这一旅程可能需要数百万年。最后，当岩石到达地球时，它必须经受住大气层的高温和高压，撞击地球表面。

幸运的是，当岩石到达地球时，我们可以研究它的特性，将其与具有相似特性的陨石进行匹配，以确定哪些岩石属于同一次撞击事件并进入地球。

这些特性包括年龄和成分，以及嵌入岩石的火星大气特征是否与几十年前从维京火星着陆器获得的大气特征相匹配。

确定这块岩石本身在火星上的起源有点棘手。为了绝对有把握地做到这一点，我们需要知道岩石在太空中的轨迹，以及火星撞击坑的样本——而对于大多数岩石，我们根本无法获取这些数据。

但是，我们可以根据岩石的特性和火星的表面地质情况进行估计。

为了确定五组火星陨石的诞生地，赫德和他的同事利用了遥感、建模和陨石坑年代学等先进技术，即计算出火星陨石坑的年龄，并将这些数据与火星陨石进行匹配。

显示陨石如何从火星坠落到地球的图表。（玛丽亚·德克斯）

掌握了陨石群的矿物剖面图后，研究人员开始在火星表面寻找与其剖面图相匹配的位置。大多数火星陨石都是火成岩，因此需要寻找火星的火山区域，其年龄和矿物成分与陨石物质的年龄和矿物成分相符。

另一件需要注意的事情是寻找合适年龄的陨石坑。所有 10 组火星陨石都是在 60 万至 2000 万年前被抛出的。通过观察岩石本身，以及它们被抛出的力度足以到达地球的事实，赫德和他的团队能够创建出导致它们飞出的撞击模型——这反过来又可以帮助识别它们最初的陨石坑。

赫德说：“这里的一个重大进展是能够模拟喷发过程，并且能够通过该过程确定最终可能喷出某组特定陨石，甚至是某一颗特定陨石的陨石坑大小或大小范围。 ”

“我称之为缺失的环节——例如，能够说这颗陨石被喷射出来的条件与撞击事件产生的直径在 10 到 30 公里（12 到 19 英里）之间的陨石坑相符。”

研究人员能够将一组陨石的可能性缩小到单个陨石坑。对于其余四组陨石，每组都确定了几个候选者，但所有五个都可以缩小到塔尔西斯或埃利西昂火山地区。

通过为未来的研究增加额外的限制，地点范围可以进一步缩小——这为我们精确研究火星提供了极好的工具。

“我们甚至可以重建火山地层，以及所有这些岩石在被炸离地表之前的位置。如果你仔细想想，这真是太神奇了。这是我们能做到的最接近真正前往火星并捡起岩石的事情了，”赫德说。

“对一组同时被撞击的陨石进行针对性研究，以确定它们在被抛出之前的位置，对我来说，这是令人兴奋的下一步。这将从根本上改变我们研究火星陨石的方式。”

该研究已发表在《科学进展》上。