科學新聞

火星很快就獲得了外殼

火星是一顆充分成形的行星，它所擁有的外殼和其他的一切在太陽系誕生的2 000萬年中便形成了。最新研究顯示出，如此快速的形成意味著這顆紅色星球在可居住的時間段方面是躍居地球之上的，而這一時間段大概要跨越1億年。

對于從火星隕石中提取的鋯石晶體的地質化學分析顯示出，火星在45.47億年前就形成了其最早的外殼，科學家于6月27日在《自然》雜志上就此作了報告。那正是圍繞著太陽的氣體盤給予太陽系行星生命之后的2000萬年間發(fā)生的事。

行星的最外殼出現(xiàn)于類地行星——諸如火星、地球、金星及水星形成的最末期。這個過程伴隨著來自于原行星氣體盤的粒子增加而開始，最終那些粒子構成了熔融物，而那些熔融物又組成了一個炎熱的巖漿海。隨著巖漿海的冷卻和結晶，它形成了一個稠密的金屬核，之后便是外層的外殼。模擬顯示，整個過程的時間跨度為3 000萬到1億年。

由來自于哥本哈根大學的行星科學家Laura Bouvier領導的火星鋯石分析指出，火星外殼的形成速度非?？臁Ｑ芯繄F隊對7塊晶體的同位素進行了分析。同位素是一種元素的多種形態(tài)，它們擁有相同數(shù)量質子，但是電子數(shù)量不同，因此質量也不相同。某些同位素很不穩(wěn)定，它們可以在已知的速度下放射性衰變?yōu)槠渌脑?。通過利用鈾235到鉛207，以及鈾238到鉛206的衰變，Bouvier和她的研究團隊認為鋯石的年齡差不多有44.76億歲。

之后，研究團隊轉向另一套放射性同位素衰變系統(tǒng)，镥176到鉿176，發(fā)現(xiàn)火星最早的外殼甚至更古老。由這些巖石結晶而成的鋯石本應該含有比研究人員在分析中所發(fā)現(xiàn)的更多的鉿。以現(xiàn)有數(shù)量的鉿及镥鉿衰變速度為基礎，研究團隊計算出原始巖漿外殼一定在45.47億年前就凝固了。

在那以后，由小行星制造的重型轟擊將火星殼部分融化，盡管這些撞擊并沒有將它完全變回巖漿海，研究人員表示道。包含有早期外殼線索的鋯石在那時產生出來，大約在44.76億年前，火星再次冷卻。

“火星的快速冷卻對大氣本應具備的規(guī)模作出了限制?！眮碜悦绹鴣喞Ｄ侵萘⒋髮W的行星科學家LindaElkins Tanton說道，她為這項最新的研究寫了一篇評論。依據行星的冷卻速度及太陽剝去它們大氣的速度，研究人員能夠估算出在形成早期大氣的過程中，由巖漿海所釋放的水和二氧化碳的數(shù)量。但是對于火星來說，它的大氣或許實在太薄了，以至于如此迅速的熱損失也就水到渠成，Elkins Tanton說道。

火星可能早于地球1億年完成固化——給予了這顆紅色星球在可居住方面一個有利的開端。我們的地球在那時幾乎肯定還處于熔化狀態(tài)，這有可能是形成月亮的巨大撞擊再次令整個星球發(fā)生了熔化，Elkins Tanton說道?！澳菍е铝说厍蛉f物的重新啟動。”

王麒譯自 《科學新聞》（Science News）2018年7月21日

（2018-07-07）

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（王麒編譯）