科学家揭示火星大气层消失之谜：或被黏土锁住

IT之家 9 月 29 日消息，火星地表并非始终是寒冷荒芜的景象。愈发多的证据显示，数十亿年前，水曾流淌于这颗红色星球的表面。有水存在的话，必然有一层厚实的大气层来防止水结冰。然而大约 35 亿年前，火星上的水干涸殆尽，曾经富含二氧化碳的大气急剧稀薄化，仅剩下一层稀薄的大气层包裹着火星。

那么，火星的大气层到底去了哪里？这一问题堪称火星 46 亿年历史中的关键谜团。

据科技日报报道，美国麻省理工学院的两位地质学家认为，答案或许就藏在火星的黏土之中。他们在最新一期《科学进展》杂志发表的论文里指出，火星大量消失的大气层可能被锁在了火星的黏土覆盖层里。

他们着重研究了一种名为蒙脱石的黏土矿物，该矿物能够大量吸收碳。在地球上，蒙脱石由大陆板块运动造就，这种构造活动使蒙脱石抬升至地表。当这种褶皱的黏土矿物暴露于地表时，它会吸收二氧化碳，将这种温室气体从大气中移除，助力地球在数百万年内降温。

科学家留意到，火星也富含蒙脱石黏土。这促使他们提出一个重要疑问：火星缺乏板块构造活动，这种褶皱的黏土矿物是如何形成的呢？

为解答该问题，他们开始探究地球的地质历史。其中一个线索是，在火星地壳中远程探测到一种硅含量较低的火成岩，即“超镁铁质岩”。在地球上，这种火成岩被水侵蚀或风化时会形成蒙脱石。有证据表明火星上曾有古老河流，水可能在那里与底层岩石发生反应。

随后，科学家依据地球上水与火成岩相互作用的知识，构建了一个适用于火星的模型。利用该模型，他们发现，在十亿年的时段内，水可能已经渗透过地壳，与一种富含镁铁硅酸盐矿物（橄榄石）的火成岩发生反应。这种矿物含铁量高，在此过程中，水中的氧会与铁结合，释放出氢气。这种氧化铁或许有助于火星呈现独特的红色。

接着，释放出的氢气可能与水中的二氧化碳结合，形成甲烷（一种能够在火星黏土表面储存数十亿年的碳形态）。这种反应会逐步将橄榄石转化为另一种富含铁的岩石 —— 蛇纹石。随着蛇纹石继续与水反应，最终可能形成蒙脱石。

据IT之家了解，蒙脱石黏土具备很强的碳储存能力。当前，这些甲烷或许仍然存在，甚至在未来可能成为火星上的能源。鉴于火星表面黏土的预估覆盖量，火星黏土能够储存的二氧化碳量相当于火星最初早期大气层中二氧化碳总量的约 80%。

科学家提出，这些被封存于火星的碳也许有朝一日能够被回收并转化为推进剂，为火星与地球之间的未来任务提供动力。

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