火星外壳的起源可能复杂得令人惊讶

火星外壳的成分让科学家感到意外

对火星最外层地壳的研究也许有助于我们了解地球地壳的形成过程。

不断带给我们惊讶的火星（图片来自美国宇航局）

在科学的发展过程中，一些新发现常常会对人们曾经深信不疑的科学理论发起强有力的挑战。最近，火星的外壳理论就遭到了这类挑战。

以前人们以为火星的外壳形成过程简单而直接：由于火星的外壳是玄武岩质的（属于火成岩），因此人们推断火星外壳是随着遍布整个火星的岩浆逐渐冷却后形成的。但是最新的研究表明：在火星的一些地区，二氧化硅的含量要比预期值更高，这一发现对现有理论发起了有力的挑战。

地球上的玄武岩

爱荷华大学助理教授瓦莱丽•佩勒是这项研究的主导者，她告诉我们：“在我们研究的岩石成分中含有更多的二氧化硅成分，导致它不再成为玄武岩。这种成分变化说明火星外壳的形成过程比我们预想的要更复杂。”

佩勒和她的团队使用了美国宇航局的火星探测轨道卫星的观测数据来研究火星南半球外壳的构成情况，结果他们发现了长石类的矿物。长石意味着存在富含二氧化硅成分的岩浆，而不是玄武岩成分的岩浆。

长石类矿物的样子

这个发现促成了一种不同的火星外壳演化理论，这种理论认为火星外壳是由多个阶段逐渐形成的，这个过程比以前人们设想的（遍布火星的岩浆逐渐冷却的过程）要复杂多了。

佩勒说：“在火星着陆的一些科学仪器的测量表明，火星岩石更接近于硅质而非玄武岩质。因此人们猜测火星的整体外壳更接近硅质的，但是我们目前仍不了解火星早期的外壳是如何形成的，以及它的年龄，这仍然是一个未解之谜。”

佩勒团队使用的数据来自美国宇航局的火星探测轨道卫星

今后还需要做更多的研究来解开这个谜，而这个过程也会帮助人们理解地球地壳的形成过程。当前的理论认为，由于地球地壳的构造活动，我们地球的历史要比火星复杂很多。

佩勒说：“我们不了解地壳的形成，甚至不知道生命在何时形成，但是很多人认为这两者存在关联。因此了解很久以前地壳的形态有助于理解地球的演化历程。”

2022年10月，地球物理研究通讯月刊以在线文章的形式发表了以上这项新研究成果。

相关知识：

关于火星：火星在太阳系中是第四接近太阳的行星，也是第二小的行星，其只比水星大一些。在英语中，火星是以罗马战神马尔斯的名字来命名的。火星是一个有陆地形态的行星，具有稀薄的大气层，火星“地壳”的构成和地球比较接近，并且同样存在一个由铁和镍等元素构成的“地核”。火星上存在陨石坑、山谷、沙丘、极地冰盖等地貌特征，它还有两个不规则形状的小“月亮”，火卫一和火卫二。

关于火星探测轨道卫星：火星探测轨道卫星是一个用于在火星表面寻找水的飞行器，其属于美国宇航局火星探测计划的一部分。它于2005年8月12日11点43分在佛罗里达州卡纳维尔角发射升空，在2006年3月10日21点24分到达火星。在2006年11月，经过6个月的气动刹车过程之后，它进入预定的轨道，开始完成它的探测任务。

关于外壳或者“地壳”：在地质学方面，“外壳”是指岩石质行星、矮行星或者行星的天然卫星的最外面固体外壳。它在化学成分上通常和其内部包裹的“地幔”层存在明显差异。但是对于冰质的行星卫星来说，也可能会根据物质状态来进行区分。

火星登陆（Mars landing）是指探测器降落到火星表面。在多艘尝试着陆火星的自动探测器中，有十艘成功实现了软着陆。也有包括着陆在内的未来载人火星任务研究，但至今仍未进行过尝试。1971年前苏联火星3号为首次成功登陆火星的探测器。截至2021年5月，前苏联、美国和中国都已成功登陆火星。