科学家发现火星红色可能源于水铁矿而非赤铁矿

火星，这颗距离我们最近的邻居，长久以来以其独特的红色外观吸引着科学家和公众的注意。关于火星红色的成因，传统观点普遍认为其主要源于赤铁矿（hematite），这种铁氧化物矿物在干旱条件下形成。最新的研究成果挑战了这一广泛接受的理论，提出了一种新兴的观点：火星的红色源于水铁矿（ferrihydrite）这种在潮湿环境中形成的富含铁氢氧化物矿物。

研究团队由布朗大学和伯尔尼大学的科学家组成，他们在《自然通讯》（Nature Communications）期刊上发表的研究结果表明，水铁矿可能是火星表面尘埃中占主导地位的铁矿物。研究基于对轨道探测器和火星车收集的数据，以及实验室模拟实验，揭示了火星表面成分的新视角。

布朗大学的博士后研究员阿多马斯·瓦兰蒂纳斯表示，火星的红色一直困扰着科学家们数百年：“我们认为，从我们的分析来看，水铁矿在火星的尘埃中广泛存在，甚至可能在岩石结构中也有发现。”

水铁矿是一种在水与铁以及氧反应后形成的矿物。在地球上，可以在火山岩和火山灰中找到。这一发现暗示着火星的过去可能比当前湿润得多，为液态水的存在创造了条件。这与赤铁矿的形成过程截然不同，后者需要在干燥环境中久而久之而产生。

研究团队为了验证这一理论，进行了设计精密的实验。他们模拟了火星的环境，微磨水铁矿成微小颗粒，其大小约为人类头发宽度的1/100，接近真实火星尘埃的尺寸。研究结果显示，水铁矿虽然在火星干燥、寒冷的条件下一直保持稳定，但其矿物结构却显示出其起源于曾经的有水环境。

瓦兰蒂纳斯进一步指出：“水铁矿的形成需要铁与氧和水的反应条件，而这些条件显然与现在火星的气候有着显著差别。这表明火星曾经有过一个不同的水文历史。”

为了确保水铁矿的存在，研究团队分析了多颗火星探测器的数据，包括美国宇航局的“火星勘测轨道飞行器”（Mars Reconnaissance Orbiter）、欧洲航天局的“火星快车号”（Mars Express）以及“痕量气体轨道飞行器”（Trace Gas Orbiter）。通过结合“好奇号”（Curiosity）、“探路者号”（Pathfinder）和“机遇号”（Opportunity）等火星车的光谱读数，研究者们发现，水铁矿在火星表面广泛分布的证据逐渐显露。

这一发现颠覆了此前关于火星表面逐渐氧化于干燥条件的理论，暗示火星曾经经历过一个更湿润的阶段，而后转变为干燥、尘土飞扬的面貌。这一转变对于理解火星复杂的气候历史，及其是否能够支持生命至关重要。

“这一研究为我们打开了大门，”资深作者杰克·穆斯塔德表示。“它提供了一个机会，让我们能够更好地将矿物生成的原理和条件与火星的历史相联系。”

值得注意的是，尽管现有的研究成果为水铁矿在火星红色尘埃中的重要作用提供了强有力的证据，但最终的确认仍需等待美国宇航局“毅力号”（Perseverance）火星车采集的样本返回地球。科学家们希望这些样本能为这一理论提供进一步的支持，并揭示火星丰富的环境历史。

这一新的研究成果不仅有助于我们更好地理解火星的过去，也可能在未来的探索和研究中推动我们对行星形成和演变过程加深认识。随着技术的进步和更多探测 missions 的开展，我们能够逐步揭开这颗红色行星神秘面纱背后的故事，为人类寻找外星生命的旅程提供更清晰的方向。