紅色火星何時(shí)變紅？

夜空中的火星，因其紅色而奪目。幾十年來的空間飛行器觀測表明，這種紅色源自火星塵埃中的含鐵礦物。與地球上的鐵銹生成方式相似，火星巖石中的鐵會與火星空氣中的水反應(yīng)，或者與火星空氣中的水和氧反應(yīng)。經(jīng)過幾十億年后，這種氧化鐵分解為細(xì)小的塵埃，火星風(fēng)持續(xù)把這種塵埃帶到整個(gè)火星表面。

然而，并非所有的鐵氧化物都相同。對于火星塵埃的化學(xué)組成，科學(xué)家長期爭論不休。了解火星塵埃的形成過程，有助于探索火星過去的環(huán)境，以及這樣的環(huán)境是否有生命存在。

新的推測

科學(xué)家之前對火星塵埃中鐵氧化物的研究，僅僅是基于在軌飛行器對火星的觀測。這些研究并未發(fā)現(xiàn)火星塵埃中包含水的證據(jù)。因此科學(xué)家認(rèn)為：火星塵埃中的鐵氧化物必定是赤鐵礦；在數(shù)十億年時(shí)間里，這些鐵氧化物是在干燥的環(huán)境下，通過與火星大氣層的反應(yīng)形成的；這一形成期出現(xiàn)在火星早期濕潤時(shí)期之后的干燥時(shí)期。

但是如今，結(jié)合了飛行器觀測與實(shí)驗(yàn)室新技術(shù)的研究表明，火星的紅色其實(shí)與含水的鐵氧化物——水鐵礦更匹配。因?yàn)樗F礦通常在有冷水的條件下快速形成，所以科學(xué)家推測，火星的水鐵礦形成于火星表面有水的時(shí)期。雖然在形成后被磨碎，且散落在整個(gè)火星上，但這些水鐵礦的含水特征一直保持到了現(xiàn)在。

實(shí)驗(yàn)復(fù)制

運(yùn)用不同類型的鐵氧化物，科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室里嘗試復(fù)制火星塵埃。他們發(fā)現(xiàn)，如果水鐵礦與一種火山巖——玄武巖混合，其結(jié)果與飛行器觀測到的礦物質(zhì)最吻合。因?yàn)樗F礦只可能在火星表面有水的條件下形成，所以科學(xué)家現(xiàn)在相信，火星開始變紅的時(shí)間比他們之前推測的時(shí)間更早。不僅如此，這些水鐵礦在今天火星的環(huán)境中保持穩(wěn)定。

其他一些研究也表明，火星塵埃中可能存在水鐵礦。在這方面的最新研究中，科學(xué)家運(yùn)用一種先進(jìn)的磨機(jī)，讓復(fù)制的火星塵埃能達(dá)到火星塵埃的真實(shí)尺寸——一根人頭發(fā)絲直徑的1%。接下來，科學(xué)家運(yùn)用與在軌飛行器環(huán)繞觀測火星相同的技術(shù)，來檢測他們復(fù)制的火星塵埃，以此與在軌飛行器對火星塵埃的觀測結(jié)果直接對比，最終發(fā)現(xiàn)水鐵礦最匹配。

實(shí)測證據(jù)

“火星快車號”空間飛行器對火星塵埃礦物成分的觀測表明，就算是火星表面塵埃彌漫的區(qū)域也包含富含水的礦物質(zhì)。“微量氣體軌道器”的獨(dú)特運(yùn)行軌道，讓它能在不同光照的條件下和以不同的角度觀測火星塵埃。這讓科學(xué)家能了解火星塵埃顆粒的大小和組成，因而才能在實(shí)驗(yàn)室里復(fù)制大小合適的塵埃顆粒。

“火星勘測軌道器”對火星進(jìn)行的空間觀測，再加上“好奇號”“探路者號”和“機(jī)遇號”火星車對火星地表的測量結(jié)果，也為火星塵埃包含水鐵礦提供了有力的證據(jù)。

科學(xué)家期待，未來的火星車從火星取樣并返回地球的任務(wù)，將有助于我們更深入探索火星紅色的來源。事實(shí)上，在由“毅力號”火星車收集、正等待返回地球的火星樣本中，就包括火星塵埃。一旦這些珍貴的樣本被送進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，科學(xué)家就會準(zhǔn)確測量火星塵埃中的水鐵礦含量。這意味著，我們對火星水的歷史和火星潛在生命將有新的認(rèn)識。