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一幅艺术家描绘的火星上发生过的巨大撞击的图像。

图片来源：美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院

在阿尔及利亚发现的一块陨石为了解火星近20亿年的历史打开了一扇罕见的窗口，这部分历史在地质记录中大多缺失。

这块陨石的特征完全令人惊讶，波士顿学院地球与环境科学教授、该校同位素地球化学中心创始人伊桑巴克斯特说。

没有其他类似的火星陨石具有12.7亿年的年龄。

一块罕见的陨石为了解火星打开了一扇窗

这些发表在《地球化学与宇宙化学学报》上的发现，可以帮助科学家重建火星火山活动中一个了解甚少的时期，同时为火星内部部分区域保留着几乎可追溯到太阳系诞生时期的化学特征提供了证据。

科学家无法直接前往火星的露头地带，随意带回他们想要的岩石。

在航天器采集的样本被送回地球之前，自然坠落的陨石是研究人员能够在地球实验室中直接研究的仅有的部分火星物质。

这些岩石的旅程始于火星上的一次强烈撞击将碎片抛入太空之时。

有些碎片最终会穿过地球的轨道，并在穿过大气层的坠落过程中幸存下来。

据波士顿学院研究人员称，目前已确认的火星陨石约有400颗。

辉玻无球粒陨石是其中的主要类型，属于火山岩或侵入火成岩，能够保存火星内部产生的岩浆相关线索。

美国国家航空航天局（NASA）也将辉玻无球粒陨石描述为已知火星陨石中数量最多的类别。

火星陨石记录中的缺失年代

但它们的年龄给科学家们带来了一个谜题。

几乎所有之前测定过年代的火星陨石都不到约6亿年。

已知的次古老样本年代大约在24亿年前。

这就留下了一个约18亿年的间隔期，期间几乎没有火星陨石的记录。

其他被称为纯橄无球粒陨石和透辉橄无球粒陨石的稀有火星陨石形成于约13亿到14亿年前，但它们的化学成分差异很大。

NWA13441为科学家提供了此前没有的东西：一块来自缺失时间段中间的辉玻无球粒陨石。

伊桑巴克斯特，波士顿学院同位素地球化学中心创始人。

图片来源：波士顿学院

这种类型的火星陨石要么年龄小于6亿年，要么大约24亿年，波士顿学院博士生、主要作者迪伦M希尔说。

我们测定该样本的年龄为12.73亿年，这填补了一个约20亿年的空白——此前我们没有任何辉玻无球粒陨石样本能提供关于火星岩浆和火山活动的信息。

一种意外的同位素特征

单是年龄就足以让NWA13441不同寻常，而它的同位素让它更奇特。

该团队研究了钕，这是一种天然存在七种同位素形式的稀有元素。

同一元素的同位素含有不同数量的中子，它们的相对丰度可以作为化学示踪剂。

在行星岩石中，这些模式可以揭示岩浆起源的物质以及该来源随时间的变化情况。

NWA13441的初始钕同位素组成本质上是球粒陨石型的，这意味着它与球粒陨石所代表的原始物质相似。

球粒陨石是已知最原始的陨石之一。

它们的物质可追溯到太阳系形成时期，且未经历过使行星内部物质发生转变的大规模熔融和地质作用。

火星内部深处的一片原始水库

研究人员表示，已知的其他任何火星辉玻无球粒陨石都未显示出这种相同的初始钕同位素特征。

因此，他们的同位素测量结果表明，形成NWA13441的岩浆来自火星内部一个此前未被采样的储层。

该团队在会议上对这项研究的描述指出，这是该时期火星地幔源具有广泛球粒陨石特征的首个直接证据。

这块陨石可能携带着火星形成极早期的化学记忆。

火星保存着地球已抹去的地质记录

这一发现凸显了火星与地球之间的一个根本差异。

地球的内部和地壳在不断地被重塑。

板块构造在地质时间尺度上移动、破坏、熔化并循环利用地球的大片区域，使得其早期历史的原始遗迹难以保存。

火星的演化路径不同。

它在太阳系历史早期快速形成，且没有地球那样的活动构造板块系统。

对火星地质学的研究表明，这颗行星主要是在一个静止的外壳下演化的，使得古老的化学储层和地质结构比在地球上通常能存在的时间长得多。

这使得火星陨石不仅仅是另一个世界地壳的碎片。

有些火星陨石有可能充当地质时间胶囊，保存着数十亿年前开始的行星演化过程的证据。

火星地质时间胶囊

新发现的陨石似乎是一个特别有价值的样本。

研究人员发现有证据表明，NWA13441的结晶始于火星地壳与地幔边界附近。

这块岩石是富含橄榄石的玄武岩，还带有强烈冲击的痕迹，这与最终将火星岩石喷射到太空的剧烈撞击过程一致。

NWA13441本身是在阿尔及利亚被发现的。

巴克斯特的团队从阿巴拉契亚州立大学的一位同事那里收到了一份经过清洁和粉碎的小样本，以及一张装在载玻片上的薄片。

当时，这块陨石尚未被完全鉴定。

揭示陨石的火星起源

该团队与斯克里普斯海洋研究所和英国开放大学的科学家合作，首先需要确定这块岩石确实来自火星。

随后，他们利用高精度同位素技术研究了它的年龄和化学成分。

结果在同一块小岩石中发现了两项成果：一块来自火星历史上此前缺失时期的火星陨石，以及关于该行星内部一处古老来源的证据，该来源未经历过数十亿年的重大化学改造。

研究人员尚未完成对NWA13441的研究。

巴克斯特的实验室正在研究更多同位素系统，以确定这块不寻常的陨石在火星更宏大的历史中所处的位置，以及它的隐藏储层是否能揭示更多关于这颗行星早期演化的信息。

巴克斯特说：我们的目标是分析更多同位素系统，这将帮助我们更好地了解这个独特样本与早期火星上其他火星陨石的关系。

10.1016《地球化学与宇宙化学学报》.2026.06.035

相关知识

火星是太阳系八大行星之一，属类地行星，距太阳第四近。

因表面覆盖氧化铁（铁锈）呈红色，被称为红色星球。

它有稀薄大气，主要成分为二氧化碳，还有两颗小型卫星。

人类长期探索火星，发射多个探测器，研究其地质、气候及是否存在过生命迹象。

BY: Boston College

FY: AI

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