科学家发现罕见火星深层陨石 填补近20亿年地质空白

这块被命名为“西北非（NWA）13441”的陨石，是一块在遭受猛烈撞击后从火星被抛射入太空，最终降落地球的岩石。研究表明，它大约在12.73亿年前结晶。波士顿学院地球与环境科学教授兼同位素地球化学中心创始人伊桑·巴克斯特（Ethan Baxter）表示，这块陨石的特征完全出乎意料。因为在已知最常见的火星火成陨石——辉玻无球粒陨石（shergottites）中，几乎没有年龄在12.7亿年左右的先例。

在此之前，科学家们发现辉玻无球粒陨石的年龄分布存在一个巨大的断层：它们要么比6亿年还要年轻，要么就已经古老到大约24亿年，中间存在一段约18亿年的记录空白。这项研究的第一作者、波士顿学院博士生迪伦·M·西尔（Dylan M. Seal）指出，NWA 13441的出现恰好填补了这大约20亿年的断层，为研究这一时期火星的岩浆和火山活动提供了独一无二的实物样本。

除了填补时间序列上的空白，这块陨石独特的同位素特征更为研究人员带来了意外之喜。通过对岩石中稀有元素钕（neodymium）的同位素组成进行分析，研究团队发现其初始特征基本呈现球粒陨石状态，这意味着它类似于大约456亿年前太阳系形成初期的原始物质。由于此前从未在其他辉玻无球粒陨石中发现同样的初始钕特征，科学家推测，产生NWA 13441的岩浆来源于火星内部一个此前从未被采样过的原始储层。这不仅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，也意味着这块陨石携带着火星诞生极早期的化学记忆。

这项已发表在《地球化学与宇宙化学学报》上的发现，进一步凸显了火星与地球在地质演化上的根本差异。地球的板块构造运动会不断重塑和破坏地壳，而火星则因为缺乏这种活动的停滞外壳，使得古老的化学储层和地质结构得以保存。正因如此，像NWA 13441这样的火星陨石成为了珍贵的“地质时间胶囊”。

目前的研究表明，这块富含橄榄石的玄武岩其结晶过程始于火星地壳与地幔的交界处，其岩体上强烈的冲击痕迹也印证了它曾经历过将火星岩石抛入太空的剧烈撞击事件。NWA 13441于2019年在阿尔及利亚被发现，随后由阿巴拉契亚州立大学的学者提供给波士顿学院团队，并联合斯克里普斯海洋研究所及英国开放大学的科学家共同完成了初步的年龄和化学成分测定。巴克斯特表示，研究团队的下一步目标是利用更多的同位素系统对其进行深入分析，以期查明这个隐藏储层还能为人类揭示多少关于火星早期演化的秘密。