探索宇宙奥秘 · 理性思考
一块来自火星的石头,竟然藏着这颗红色星球几十亿年前的“解渴”秘密。
这块石头名叫“黑美人”,学名为NWA 7034。
它是目前地球上最古老的火星陨石之一,形成于约45亿年前。
以前,科学家想研究它,必须把它切开、甚至粉碎。
这就像为了鉴定一幅古画,非得刮掉一层颜料一样让人心疼。
但现在,丹麦技术大学的研究人员换了个新玩法。
他们利用最新的中子扫描技术,在不破坏陨石的前提下,直接透视了它的内部。
结果令人大吃一惊:这块石头里藏着远超预期的水分。
这项研究不仅证实了火星早期曾遍布液态水,也为未来的样本分析立了新规矩。
要读懂这项研究,得先理解科学家手里的新工具。
我们熟知的CT扫描通常用的是X射线。
X射线有个特点:它怕重元素,容易被铁、钛这类重金属阻挡。
所以,X射线CT看骨骼、看金属零件是一把好手。
但在寻找轻元素,特别是氢元素时,它的能力就捉襟见肘了。
而水正是由氢和氧组成的,找不到氢,就很难精准定位水。
这次研究引入了中子CT技术。
中子不带电,穿透力极强。
它不仅能轻松穿透重金属外壳,还特别擅长与轻元素发生相互作用。
简单来说,X射线擅长看“硬”的,中子擅长看“软”的。
研究人员把这两种技术结合起来,对“黑美人”进行了一次“全身体检”。
这种“双管齐下”的方法,既看清了陨石的矿物结构,又锁定了藏水的位置。
这是一种无损检测技术的胜利。
科学家终于不用再为了看一眼内部,就把珍贵的陨石给毁了。
扫描结果出来后,科学家在陨石中发现了一些特殊的“碎屑”。
在地质学上,碎屑是指大岩石里包裹的小岩石碎片。
这些碎片并不普通,它们被称为“富氢羟基氧化铁”,简称H-Fe-ox。
这些小碎屑虽然只占样本体积的0.4%,但却是含水的绝对主力。
经过化学计算,它们贡献了样本中约11%的水分。
整个“黑美人”陨石的水含量高达6000ppm(百万分比浓度)。
这个数字在火星陨石里是非常惊人的。
要知道,现在的火星是个干燥的荒漠,大气中水汽极少。
这多出来的水从哪儿来?
这说明,在45亿年前,这块岩石形成的时候,火星表面并不缺水。
更有意思的是,这一发现与NASA“毅力号”火星车的探测结果遥相呼应。
“毅力号”在耶泽罗陨石坑也发现了水的证据。
而“黑美人”来自火星完全不同的区域。
两处不同的地点,都指向了同一个结论:火星早期的液态水分布是广泛的。
那时的火星,可能不仅仅是有几个小水坑,而是真的存在过湿润的表面环境。
这项研究把火星“海洋时代”的证据链条,扣得更紧了。
这项技术的突破,对未来的深空探测有着深远影响。
原本,科学家寄希望于美国的火星样本返回任务(MSR)。
他们计划用这些CT技术直接扫描从火星带回来的密封样本。
甚至连密封样本的钛合金罐子都不用打开,就能一探究竟。
由于预算和技术难题,NASA最近宣布取消了这一任务。
这让火星样本的返回时间表变得遥遥无期。
但这并不意味着我们要停下来。
目光转向东方,中国的天问三号任务正在稳步推进。
这将是人类历史上首次实现火星采样返回,预计在2030年前后把火星土壤带回地球。
中国在这一领域的技术储备非常扎实。
在月球样品的研究中,中国的科研团队已经大量使用了高精度的CT扫描技术。
例如,对嫦娥五号月岩的研究,就成功实现了在不破坏样品的情况下解析其微观结构。
对于未来的火星样本,中子CT技术同样是中国科学家的“杀手锏”。
我们完全有能力在不打开密封罐的情况下,精准分析样本的水分和挥发性组分。
这不仅能保护样本的原始环境,还能最大程度保留样本的科研价值。
目前,中国科学院等机构的相关团队,已经在针对地外样品开展针对性的无损检测技术研发。
我们不仅在赶路,而且在铺路。
当“黑美人”的秘密被中子束照亮时,我们也看到了中国行星科学未来的无限可能。
这不仅是技术的进步,更是人类探索宇宙方式的升级。
Estrid Buhl Naver et al, Direct detection of hydrogen reveals a new macroscopic crustal water reservoir on early Mars, arXiv (2026). DOI: 10.48550/arxiv.2601.08390
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