本文图片
本文图片
Science：卤水破坏了火星盖尔陨石坑沉积岩中的粘土矿物
火星的沉积岩记录保存了数十亿年前发生在这个星球上的地质学和潜在的天体生物学过程的信息 。 盖尔陨石坑形成于36亿年前 ， 曾经是一个湖泊 。 轨道和好奇号探测显示 ， 盖尔陨石坑的沉积岩垂直厚度可达几百米 ， 这些沉积岩中含有大量粘土矿物——蒙脱石 。 蒙脱石族矿物是一类表面积大、负静电电荷高的粘土矿物 ， 可吸附有机质 ， 因此蒙脱石的存在有利于有机质在地质记录中保存 。 以前人们一般倾向于认为 ， 陨石坑底部的蒙脱石形成后基本上没有遭受埋藏成岩作用的影响 ， 会保留有机化合物 ， 并原封不动地保存至今 。
最近 ， 好奇号火星车从Vera Rubin（VRR）山脊到Glen Torridon (GT) ， 对盖尔陨坑35亿年前沉积在湖泊中的岩层进行了探测（图1A） ， NASA的Bristow等研究人员基于好奇号钻取的同一时期沉积在相似环境中的古湖泥岩的数据 ， 发现距离<400m以内的同沉积岩层的矿物学存在显著的空间差异 。 钻孔样品结果显示 ， 东南部GT区域的粘土矿物主要为富含Fe3+的二八面体蒙脱石 ， 部分样品含Fe2+的蛇纹石-滑石混层矿物（S-T） ， 粘土矿物的含量为26-34 wt%, 而西北部VRR区域的粘土矿物含量约为5-13 wt% ， 显著低于GT区域；相反 ， VRR区域的铁氧化物和铁氢氧化物的含量可达9-16wt% ， 而在GT区域则小于2 wt% 。 也就是说 ， 同一时间沉积的同一套地层中的矿物组成 ， 尤其是粘土矿物含量存在显著的差异 。
本文图片
图1 好奇号勘探的VRR和GT区域的矿物学、地球化学、地层和地貌概述（Bristow et al., 2021）
地球上蒙脱石的埋藏成岩变化 ， 通常表现为蒙脱石转化为伊利石和绿泥石等其他矿物 ， 然而 ， 火星上并不存在此类变化 。 他们分析认为 ， 部分样品中含Fe2+的蛇纹石-滑石混层矿物（S-T）可能来自于流域碎屑物质输入 ， 而同一套地层中蒙脱石含量的差异可能受控于其他因素 。 在轨观测显示 ， 与GT区域不同 ， VRR区域存在~400m厚的上覆硫酸镁地层单元（图1B） ， 其沉淀需要强烈的蒸发浓缩作用 ， 并伴随着贫硅卤水的形成 。 Bristow等认为 ， VRR区域的沉积岩层曾被上覆含硫酸镁地层在沉积过程中产生的贫硅卤水所浸泡 ， 导致最初沉积在湖泊沉积物中的富Fe3+蒙脱石和含Fe2+的S-T转化成了铁的氧化物、氢氧化物和蛋白石质二氧化硅 ， 即卤水破坏了盖尔陨石坑沉积岩地层中的粘土矿物 。 这会导致它们失去原有的地质记录 ， 甚至是生物记录 。
推荐阅读
- Science|达摩院2022十大科技趋势发布：人工智能将催生科研新范式
- Science|达摩院发布2022十大科技趋势
- 电池|青藏科考：地质新发现构成我国西部4000千米巨型锂矿带
- 广州|海洋科考“国家队”广州海洋地质调查局将入驻广州南沙!预计本月首批科研人员入驻
- 预测|AI预测蛋白质结构登上Science、Nature年度技术突破，潜力无穷
- 国家|打造学术精品 促进地质学科发展
- 平台|华力创通：在北斗导航领域，公司基于自主研发的北斗导航基带芯片，已基本形成了“芯片+模块+终端+系统解决方案”的全产业格局，并利用北斗技术
- 新浪科技综合|Nature和Science同时报道，新疆出土四千年前遗骸完成DNA测序，证实并非移民而是土著
- 上海交大|上海交通大学“超导体中分段费米面的实现”在Science发文
- 地质历史|5.3亿年前苔藓动物化石现身