新工具的出现往往预示着科学新发现。当新型无损检测技术普及时,行星科学家将其应用于陨石研究是必然的趋势。
“黑美人”陨石的传奇色彩部分源于其身世:这块来自火星的碎片坠落地球,极有可能源自火星遭受的一次巨大撞击。其构成物质形成于约44.8亿年前,是太阳系已知最古老的火星物质之一。 此外,它那惊艳的外观也是其得名的原因。
遗憾的是,以往的研究往往迫使科学家必须切割这件“杰作”的局部进行分析。这些样本随后会被粉碎或溶解,以解析岩石的化学成分。
如今,计算机断层扫描仪(CT)的问世提供了更优的解决方案。
CT扫描仪主要分为两类。一类是全球医疗机构广泛使用的X射线CT,这类设备特别擅长探测铁、钛等重质高密度物质。
另一类较少使用的技术是中子CT,它利用中子代替X射线穿透研究对象。虽然扫描结果存在差异,但中子CT通常更擅长穿透高密度物质,且能有效探测氢元素——这是构成水的主要成分。
在地质学术语中,“碎屑”指嵌入较大岩石中的微小岩石碎片。发现碎屑本身并不意外——科学界数十年来已知“黑美人”是由这类结构组成的角砾岩,这与其源自火星撞击熔融岩石的成因相符。
但CT扫描所揭示的碎屑类型,属于全新的发现。
这些富氢碎屑被称为“富氢铁氧氢氧化物”。在研究人员测试的指甲盖大小的“黑美人”样本中,这类富氢簇团约占体积的0.4%。
虽然数量看似微小,但陨石内部的化学计算表明,这些微小的岩石碎片实际上蕴含了样本总含水量的11%。
“黑美人”陨石本身估计含有6000 ppm(百万分之六千)的水,对于当前水资源极度匮乏的火星而言,这一数值极为惊人。更重要的是,这一发现与美国国家航空航天局的“毅力号”火星车在杰泽罗陨石坑发现含水样本的结果相互印证。
尽管“黑美人”来自火星与火星车采样点完全不同的区域,但样本间的这种关联性证明,数十亿年前火星表面曾广泛分布着液态水。
这块美丽的陨石本身就相当于一次完整的样本返回任务。分析该陨石的科学家们原本希望,能将相同的无损CT技术应用于未来的火星样本返回任务(MSR)所带回的样本上。因为CT扫描技术能够穿透样本采集用的钛合金容器。
但鉴于该计划近期被取消,地球上强大的分析工具或许要等待很长时间,才能再次接触到此类直接来自行星的样本。
不过,亚洲仍计划实施其样本返回任务,或许等待的时间不会如预期般漫长。在此之前,将同类无损检测技术应用于其他火星陨石,堪称专业技术与设备的绝佳运用。我们期待未来能见证更多样本研究成果的涌现。
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