火星上也有蓝莓？它们是谁发现的？又是怎么形成的？

互推小编 2024-01-23

图解:机遇号在火星表面发现的神秘“蓝莓”，图源：美国国家航空航天局/加州理工学院-喷气推进实验室/康奈尔大学/美国地质勘探局

美国国家航空航天局正式宣布著名的机遇号探测器任务结束。一场持续了14年之久的精彩火星探索至此落下帷幕。机遇号最有趣的发现之一来自它着陆两个月后，它意外发现了一种与蓝莓非常相似的微小物体，科学家之间至今还对这种物体的性质存在争议。

2004年2月11 日，在考察子午线平原的一块裸露的岩石时，机遇号进入了火星表面一块覆盖着坚硬的圆型灰色卵石的区域。因为这些物体非常圆，火星探测器（MER）团队将他们称为“蓝莓”。

图解：戏称为“蓝莓碗”的火星岩石的真色彩图像，图源：美国国家航空航天局/加州理工学院-喷气推进实验室/康奈尔大学

“我们看到了很奇怪的东西，”火星探测器团队成员同时也是康奈尔大学科学家史蒂夫·斯奎尔斯在他当时任务期刊中指出。“我们看到了奇怪的圆形物体，我们称为‘小圆石’，它们牢牢嵌入到裸露的岩石中，这就像英格兰松饼中的蓝莓一样。岩石被风沙打磨，并逐渐被腐蚀，小圆石好像比其他岩石耐腐蚀一些，它们最终脱落并滚下去。这件事就很奇怪。”

使用机遇号显微成像照相机，火星探测器团队发现了一些细微的蓝莓，他们的直径大小在100微米至6.2毫米之间。在蓝莓发现后不久发布的美国宇航局新闻稿上，斯奎尔斯说这些特征不同于之前在火星上发现的任何东西。

对这种异常的情况的解释包括水分条件，陨石影响和火山爆发引起的积聚。蓝莓发现后两周，火星探测器团队确定了积聚理论，声称球形卵石是一种被称为“结核”的地质现象。

“当我们着陆并发现这些覆盖了火星表面的蓝莓时，着实给了我们一个惊喜”，田纳西大学行星科学家和火星探测器团队成员玛丽·麦克斯温在当时向基兹莫德说道。“我们在轨道上观察得知那片区域有很多赤铁矿（氧化铁），这也是当时选择在这片区域着陆的原因之一”

他说蓝莓是从轨道上看到的那些赤铁矿，由渗透到岩石中的水溶液缓慢生长的物质形成的小球。

“我们能识别他们中的赤铁矿，并在岩石中看到他们，”麦克斯温说。“当岩石经受风吹日晒，结核变得更加坚固，其他的东西都被风化了，所以结核得以保留并慢慢在地表长大。地理学家称其为‘滞留沉积’。”

他说，类似的赤铁矿结核在地球上也存在但是他们通常更大。至于蓝莓那淡蓝色，其实他们是灰色的。火星探测器团队选择特定波长的光拍摄照片，这使得他们看起来是蓝色的。

结论是小球因积聚作用而形成，这意味着火星表面曾经存在水。归功于好奇号火星探测器的观察，现在这是一个公认的事实，但在刚发现蓝莓时并不是。

火星蓝莓的故事并没有结束。

在2005年，由亚利桑那州立大学地球与空间探索系的唐纳德·伯特共同撰写的一篇月球与行星的论文声称，火星探测器团队的分析是荒谬的，是其他的原因造成了火星表面这些古怪的特征。

“火星探测器团队的假说有很多问题，最重要的包括他们有着几乎完美的球形（与正常结核高度不规则的形状不同），他们大小很均匀（均小于7毫米，然而正常结核会更大），他们在体积和面积都很大的岩石上均匀的分布（很多结核倾向于集中在化学反应前沿），他们没有聚集在一起，除了一些松散的双重结核和三重结核，这种矿物是不寻常的。”

布尔特认为他们是特殊的矿物因为他们有蓝灰色的外观，这表明他们是在高温环境下形成的。地球上，在温泉或火山蒸汽中形成的赤铁矿有镜面般的光泽。正常沉积结核是在低温环境下形成的，它们没有光泽。

为了解释火星蓝莓，布尔特和他的合著者保罗·考纳和肯·沃列兹重新探讨了一个早期的猜想：陨石撞击。同一团队在2005年发表的论文中，科学家猜测这些鹅卵石是一种因不寻常撞击而产生的球体。陨石与这颗富含铁的红色星球撞击，铁碎片与有粘性、酸性和盐的蒸汽和尘埃云产生复杂的相互作用，从而形成了这些球体。

“这些云类似于大型火山爆发或来自地表上的核爆而形成的巨大碎屑云，”布尔特说。“这些小圆石被称作‘积聚性的火山岩’。众所周知，地球上出现爆炸后，结石是通过翻滚积聚而形成。”例如，他们会在6500万年前使恐龙灭绝的那场小行星撞击中生成。这有点像水蒸气在高空中变成冰雹的过程。

图解：一大群蓝莓，图源：美国国家航空航天局/加州理工学院-喷气推进实验室/康奈尔大学/美国地质勘探局/莫德斯托初级学院

布尔特说在他和他的同事将这个假说提供给火星探测器团队后，火星探测器团队考虑了一下，但最终否认了这个“赤铁矿冰雹”假说。尽管如此，他的团队的撞击球假说解释了它们球形的外表，它们的最大尺寸（由湍流气体中的悬浮物引起），它们广泛且均匀的分布和它们不寻常的蓝灰色、闪亮的外观和矿物学特征。

他补充：“我们与火星探测器团队最根本的分歧在于，我们认为火星早期的沉积环境不一定与现在的地球相同，尽管这两颗行星存在明显的相似之处。早期的火星仍是一个相对较小的行星，且不断被陨石轰击，而且它与太阳的距离是地球与太阳距离的两倍”

有趣的是，由夏威夷大学的地球物理学家阿努帕·米斯拉与2014年进行的一项研究，刊登在《行星与空间科学》上，得出了相同的结论，火星蓝莓并不是积聚形成，而是由与陨石撞击形成的。米斯拉主要的观点是积聚理论不能解释火星蓝莓微小的尺寸，然而陨石撞击理论可以解释。

就在米斯拉的论文发布后不久，来自犹他大学的地理学家布伦达·鲍恩和来自石溪大学的蒂莫西·格洛奇告诉美国国家地理杂志，积聚理论远未消亡。鲍恩说火星上存在积聚理论所需要的的条件，格洛奇说机遇号上搭载的探测器指向低温地质作用，而非高温。

来自日本名古屋大学和高知大学的一个研究团队不甘示弱，在2018年12月提出另一种假设，认为小球形成于方解石矿物的核心周围，富铁成分仅存在于外表。

基于实地观察和化学模型，科学家们认为大量富含铁的弱酸性水冲刷到原始的方解石结构上。不像地球上的那样，火星蓝莓看起来完全是由赤铁矿构成，不包含方解石核心。研究人员说，可能是长期的冲刷将方解石核心溶解了。

很明显，关于火星蓝莓的讨论依旧是很活跃，但正如布尔特向基兹莫德解释的那样，如果没有好奇号和研究人员致力于向公众公开信息，这场持续的科学讨论将不会发生。

“机遇号是一项了不起的任务，展示了美国航空航天局伟大的工程能力，因为它持续了很久也发现了很多。两次火星探测器任务中最棒的是史蒂夫·斯奎尔斯、主管机遇号全景相机的首席科学家吉姆·贝尔和美国航空航天局所做的早期决定，与公众第一时间分享了相机的图像和科学成果。除了激起公众的热情外，这个重大的决定还允许我们对诸如我们这样的其他科学假说不断进行猜测和验证，而无需我们成为官方团队成员。

火星蓝莓的真实成因仍是一个谜。设计90天的探索任务持续了14年，揭露了持续困扰科学家们的火星谜团，机遇号无疑取得了巨大的成功。机遇号和精神号的贡献将在未来几年持续影响科学界。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. gizmodo- George Dvorsky-天涯海角

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