對(duì)來(lái)自火星的古代隕石的分析表明，鋯石礦物可能在紅色星球的表面很豐富。通過(guò)確定鋯石的年齡和ha同位素組成，哥本哈根大學(xué)的研究人員表明，這些晶體的數(shù)量來(lái)自火星的深部?jī)?nèi)部。如果研究人員是正確的，則意味著這些年輕的鋯石包含有關(guān)火星內(nèi)部深不可及的信息，從而可以洞悉行星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

含鈾的礦物鋯石是地球大陸殼的豐富成分，可提供有關(guān)大陸的年齡和起源以及諸如山鏈和巨型火山等大型地質(zhì)特征的信息。但是與地球不同的是，火星的地殼并未演化，其成分與在鋯石稀少的地球海洋下發(fā)現(xiàn)的地殼相似。因此，預(yù)計(jì)鋯石不會(huì)成為火星上的常見礦物。

“當(dāng)我們?cè)谶@種火星隕石中發(fā)現(xiàn)如此多的鋯石時(shí)，我們感到非常驚訝和興奮。鋯石是難以置信的耐用晶體，可以過(guò)時(shí)，并保留告訴我們有關(guān)其起源的信息。獲得如此多的鋯石就像打開一個(gè)時(shí)間窗口一樣進(jìn)入地球的地質(zhì)歷史”，負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的GLOBE研究所的馬丁·比扎羅教授說(shuō)。

該小組研究了名為“ Black Beauty”的古代火星隕石NWA 7533(圖1)，該隕石于2011年在摩洛哥的沙漠中發(fā)現(xiàn)。將15克這種巖石粉碎后，他們提取了約60顆鋯石。根據(jù)鋯石的年齡，他們發(fā)現(xiàn)大多數(shù)晶體可以追溯到大約45億年前，這是地球生命的開始。但是他們也做出了意外的發(fā)現(xiàn)：一些鋯石定義了更年輕的年齡，范圍從大約15億年到3億年。

Bizzarro說(shuō)：“這些年輕人真是個(gè)驚喜。” “黑美隕石被認(rèn)為來(lái)自火星南半球，那里沒(méi)有任何年輕的火山地帶。這些年輕的鋯石的唯一可能來(lái)源是位于該星球北半球的塔爾西斯火山省，該省含有大量的最近活躍的火山。”

火星上的塔爾西斯(Tharsis)凸起是一個(gè)巨大的火山省份，擁有太陽(yáng)系中最大的火山，火山高度高達(dá)21公里?？茖W(xué)家認(rèn)為，這個(gè)火山省是地球表面爆發(fā)的非常深的巖漿作用的表現(xiàn)。地球上的類比是夏威夷火山群島，也被認(rèn)為反映了深層的火山活動(dòng)。但是由于板塊構(gòu)造的原因，太平洋板塊一直在移動(dòng)，以至于不再形成一個(gè)單一位置，而是形成了一系列逐漸年輕化的火山島。由于火星沒(méi)有板塊構(gòu)造，因此火山在一個(gè)位置堆積，結(jié)果變成了巨大的規(guī)模。

圖2：闡明火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一道上升的原始物質(zhì)羽流從深部地幔中升起，為行星表面的火山提供了能量。學(xué)分：哥本哈根大學(xué)

如果Bizzarro的團(tuán)隊(duì)是正確的，則意味著年輕的鋯石可能包含有關(guān)火星內(nèi)部深處且人跡罕至的信息。這是科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)直接進(jìn)入紅色星球深處的內(nèi)部，這可能使他們能夠揭示火星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和組成。

“擁有火星內(nèi)部深處的樣品是關(guān)鍵。這意味著我們現(xiàn)在可以使用這些鋯石來(lái)探測(cè)火星上揮發(fā)性元素的起源，包括其水，并觀察它與地球和太陽(yáng)系中其他行星的比較。”，該新研究的共同作者馬法達(dá)·科斯塔(Mafalda Costa)解釋說(shuō)。

但是，為了了解深火星內(nèi)部的本質(zhì)，研究人員轉(zhuǎn)向分析同一鋯石中ha元素的同位素組成。

Martin Bizzarro說(shuō)：“由于is是鋯石的主要元素，因此它保留了鋯石形成的記憶。” 他補(bǔ)充說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)年輕鋯石的the同位素組成不同于任何已知的火星隕石，這表明這些年輕鋯石來(lái)自我們不知道存在于火星內(nèi)部的原始儲(chǔ)層。”

年輕鋯石的is同位素組成類似于太陽(yáng)系中最原始的物體，即球粒隕石。這些儀式隕石。這些球粒隕石是小行星的樣本，自形成以來(lái)從未經(jīng)過(guò)修飾。這意味著自從行星形成以來(lái)，火星的深層內(nèi)部基本上沒(méi)有被改變(圖2)。對(duì)于缺少板塊構(gòu)造的行星，預(yù)計(jì)會(huì)存在這種原始儲(chǔ)層。與地球相反，在地球表面形成的物質(zhì)通過(guò)板塊構(gòu)造不斷地循環(huán)到內(nèi)部，自從行星誕生以來(lái)，火星的深層內(nèi)部一直保持不變，因此保存了其初始組成。

最后，鋯石可能在火星表面豐富的發(fā)現(xiàn)可能會(huì)指導(dǎo)未來(lái)的機(jī)器人對(duì)地球的探索，特別是在將樣本返回地球的框架中。

Martin Bizzarro總結(jié)說(shuō)：“我們的研究表明，針對(duì)獲取含鋯石樣品的返回任務(wù)對(duì)理解火星的地質(zhì)歷史具有很高的科學(xué)價(jià)值。”

“從4.2吉爾鋯石記錄推斷出的火星內(nèi)部結(jié)構(gòu)和地球動(dòng)力學(xué)”發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。