地球上大约有400块火星陨石。它们全是被小天体撞击从火星表面崩飞出来的,在太空中漂流了不知多久,最终落到地球上。如果把它们当作火星的地质档案来读,中间有一段将近20亿年的空白。
火星陨石中最常见的一类叫辉玻无球粒陨石,科学家测过年龄的样本几乎全部集中在两个时段:要么不到6亿年,要么约24亿年。中间从6亿年前到24亿年前这一大段,一块样本都没有。火星在那18亿年里的岩浆活动、火山喷发、地质演化,基本是一片盲区。
2019年,有人在阿尔及利亚捡到一块陨石,编号NWA 13441。美国波士顿学院的地球化学家巴克斯特(Ethan Baxter)拿到了一小块样品,用高精度同位素测年技术一测,结果是12.73亿年。正好落在那段20亿年的空白里。
年龄本身已经够稀罕了,但真正让研究者坐直身子的是另一项发现。
团队分析了样品中钕元素的同位素组成。钕是一种稀有元素,天然存在7种同位素,不同来源的岩石里这些同位素的比例各不相同,就像指纹一样可以追溯来历。NWA 13441的钕同位素组成,跟太阳系最初形成时的原始值完全一致。
太阳系诞生于大约45.6亿年前,最早凝聚出来的固体物质叫球粒陨石,它们保存着太阳系初始的化学配方。NWA 13441的钕同位素指纹跟球粒陨石一模一样,这在同类火星陨石中从未出现过。
巴克斯特团队在《地球化学与宇宙化学学报》(Geochimica et Cosmochimica Acta)上报告了这一发现。他们认为,这块陨石的母岩来自火星深处一个极其原始的区域,那里自火星形成以来,就再也没有被后续的行星内部活动搅动过。换句话说,火星肚子里有一块地方,45亿年来几乎原封不动。
这件事放在地球上完全不可想象。地球有板块构造,地壳不停地俯冲、熔融、再生,早期的化学记录早就被反复改写了。但火星不一样。它形成得极快,太阳系诞生后不到500万年就基本成型,之后也从未发展出板块构造。地壳凝固了就是凝固了,深处的东西可以安安静静地躺上几十亿年。火星在地质学上常被说成一颗早早停摆的行星,正是这份停摆,替太阳系留住了一份没被改过的底稿。
12.73亿年前,一次火山活动把这份底稿从火星深处带到了地表。很久以后,一次撞击又把它崩进太空,最终落在北非的沙漠里。它携带的化学信息,比它自己还要古老得多,一直可以追溯到太阳系的起点。
巴克斯特的团队还在继续分析这块样品的其他同位素体系,想搞清楚它跟火星早期的其他陨石之间到底是什么关系。
400块火星陨石里,辉玻无球粒陨石那段18亿年的空白终于有了第一块样本。剩下的故事,还缺着好几页。
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图为火星,图源:NASA
信源:"Rare Mars meteorite preserves 1.27-billion-year-old clues to planet's deep interior." phys.org, 9 Aug. 2026
