它来自何方

编译 刘声远

运用机器学习算法，科学家探索地球上最古老火星陨石的起源地。

“黑美人”在火星上的出处（示意图）

“黑美人”陨石

迄今，科学家已经在地球上采集到200多个火星陨石，其中之一——NWA 7034（俗称“黑美人”）最特别，因为它包含多种不同类型的岩石。在地球上发现的火星陨石中，只有“黑美人”包含角砾岩。

窥视地球

“黑美人”是2011 年在非洲撒哈拉沙漠西部被发现的，其中最古老的部分形成于45 亿年前。500 万～1000 万年前，当一颗小行星撞击火星时，“黑美人”从火星上被撞出，经过一段太空之旅最终落到地球上。科学家2022 年7 月宣布，运用一台超级计算机和一种机器学习算法，他们确定“黑美人”的起源地是位于火星南半球的辛梅利亚—塞壬高地区域。对“黑美人”进行的化学成分检测表明，在“黑美人”形成时期，辛梅利亚—塞壬高地区域的气候条件可能与今天的冰岛类似，而且当时火星上有与地球类似的火山活动。

科学家认为，探索“黑美人”有助于比较地球和火星的形成历史，这是因为“黑美人”记录了火星演化历史的第一阶段，这也是包括地球在内的所有类地行星演化历史的第一阶段。在板块运动等因素的影响下，地球逐渐失去了古老的表面特征。而通过观测在火星表面的古老地貌和探索来到地球上的火星陨石的组成，科学家能够类推古老地球的表面情况。事实上，这是“窥探”古老地球的一种难得的途径。

多次撞击

为查明“黑美人”究竟来自火星上的哪一个陨击坑，科学家采用机器学习算法，在24 小时内分析了9000万个火星陨击坑，发现有多次撞击事件促进了“黑美人”的形成。

火星车在火星表面发现的陨石

首先，“黑美人”的最古老碎片于15 亿年前从火星上的库热特陨击坑起飞。随后，这些碎片回落到火星表面，一直待到了500 万~1000 万年前。当时，一颗小行星撞击火星，导致卡拉萨陨击坑形成，也导致“黑美人”从这个陨击坑中被撞出，飞向地球。另有一项新研究发现，“黑美人”中所含锆石晶体的受冲击情况表明“黑美人”不止经受过一次撞击。

不过，这次撞击的地点迄今未明。科学家用澳大利亚西部城市卡拉萨之名来命名“黑美人”在火星表面被撞出之地，这是因为地球上最古老的一些岩石就发现于该市的岩层中。

未解之谜

总之，这些新研究证明“黑美人”首次被抛射出的区域是原始火星地壳的残留部分。科学家希望通过新算法确定地球上其他火星陨石的具体发源地，由此进一步探明火星的地质历史，回答一个耐人寻味的问题：为什么初始状况与地球相近的火星今天却又干又冷，与地球这样的生命之星完全不能同日而语？另外，科学家也猜想：既然当初的火星并非又干又冷，而且有地球那样的火山活动，气候状况与地球也有可比性，那么曾经的火星是否有过生命存在？要想知道这些问题的答案，还需要很多的探索。

“黑美人”之旅（示意图）

地球上的火星陨石

20世纪80年代初，科学家已经意识到，在地球上发现的辉玻无球粒陨石、辉橄无球粒陨石和纯橄无球粒陨石（合称SNC陨石）与其他大多数类型的陨石明显不同：SNC 陨石的形成年代更近，氧同位素组成不同，还含有水风化产物。1976 年，“海盗号”火星登陆器检测了火星表面岩石的化学组成。科学家发现，SNC 陨石的化学组成与火星表面岩石有诸多相似点。于是，多位科学家提出猜想：SNC 陨石源自一个较大的天体，很可能就是火星。

1983 年，科学家公布了一个研究结果：在辉熔长石无球粒陨石中包含的多种气体与“海盗号”检测的火星大气成分相同或相近，而且辉熔长石无球粒陨石有明显的撞击成因。于是，这个发现为SNC 陨石源自火星这一猜想提供了直接证据。

2000 年，一项荟萃研究得出结论：SNC陨石（当时一共发现了14 块）源自火星。不过，地球上还有一些陨石不属于SNC陨石，但它们也是火星陨石。到2020 年9 月，在地球上归类的火星陨石一共有277 块，占已归类陨石总量（7.2万块）不到半个百分点。迄今发现的最大、最完整的火星陨石是2021年初在马里被发现的，其重量为14.5千克。

竟然会有火星“客人”来到地球，真是神奇（想象图）