在杰西卡·巴恩斯(Jessica Barnes)的手掌中，是一枚硬幣大小的古老馬賽克，玻璃，礦物質(zhì)和巖石厚如一束羊毛纖維。它是一片火星隕石的切片，被稱(chēng)為西北非洲7034或黑色之美，是由巨大的撞擊將各種火星地殼粘合在一起而形成的。

巴恩斯是亞利桑那大學(xué)月球與行星實(shí)驗(yàn)室的行星科學(xué)助理教授。她和她的小組用化學(xué)方法分析了“黑美人”隕石和臭名昭著的艾倫希爾斯84001隕石-據(jù)說(shuō)在1990年代因含有火星微生物而引起爭(zhēng)議-重建了火星的水史和行星起源。

他們的分析今天在《自然地球科學(xué)》上發(fā)表，表明火星很可能在其歷史早期至少?gòu)膬蓚€(gè)截然不同的來(lái)源獲得了水。研究人員發(fā)現(xiàn)，這種變異性意味著火星與地球和月球不同，從來(lái)沒(méi)有完全圍繞著地球的巖漿海洋。

巴恩斯說(shuō)：“火星內(nèi)部的這兩種不同的水源可能在告訴我們有關(guān)可聚結(jié)到內(nèi)部巖石行星中的各種物體的一些信息。”含水量差別很大的兩個(gè)截然不同的小行星可能發(fā)生了碰撞，并且從未完全混合。“這種情況對(duì)于理解火星的過(guò)去可居住性和天體生物學(xué)也很重要。”

讀水

巴恩斯說(shuō)：“許多人一直在試圖弄清火星的水史。”“就像，水從哪里來(lái)?在火星的地殼(地表)中流了多長(zhǎng)時(shí)間?火星的內(nèi)部水從哪里來(lái)?水能告訴我們火星如何形成和演化嗎?”

巴恩斯和她的團(tuán)隊(duì)通過(guò)尋找兩種氫或同位素氫的線(xiàn)索來(lái)整理火星的水歷史。一種氫同位素在其原子核中包含一個(gè)質(zhì)子。有時(shí)稱(chēng)為“輕氫”。另一個(gè)同位素稱(chēng)為氘，氘在原子核中包含質(zhì)子和中子。這有時(shí)被稱(chēng)為“重氫”。這兩種氫同位素的比率向行星科學(xué)家發(fā)出信號(hào)，說(shuō)明發(fā)現(xiàn)它們的巖石，礦物和玻璃中水的形成過(guò)程和可能的起源。

隕石之謎

大約20年以來(lái)，研究人員一直在記錄火星隕石的同位素比率，其數(shù)據(jù)遍布各地。巴恩斯說(shuō)，似乎沒(méi)有什么趨勢(shì)。

鎖在地球巖石中的水被稱(chēng)為未分級(jí)的，這意味著它與海水的標(biāo)準(zhǔn)參考值相差不大-重氫與輕氫之比為1：6,420。另一方面，火星的大氣層非常分散-它主要由氘或重氫組成，這很可能是因?yàn)樘?yáng)風(fēng)剝奪了輕氫?；鹦请E石的測(cè)量結(jié)果(其中許多是通過(guò)撞擊事件從火星深處挖出的)在地球和火星大氣測(cè)量值之間進(jìn)行了處理。