陨石与矿物的奥秘：科学家分析印度的Luna撞击坑

陨石与矿物的奥秘：科学家分析印度的Luna撞击坑 2024 年 2 月 24 日大地遥感卫星 8 号上的陆地成像仪拍摄的月球撞击坑卫星图像。地球上的撞击坑相对罕见；在地球撞击数据库中得到确认的世界各地的撞击坑不到 200 个。陨石坑的数量如此之少，部分原因是大多数陨石在穿过地球大气层后最终溅落到水中。在落到陆地上的陨石中，其撞击的证据也可能会被风、水和板块构造等力量抹去。在这幅由大地遥感卫星 8 号（Landsat 8）上的陆地成像仪（OLI）于 2024 年 2 月 24 日拍摄的图片中可以看到新研究的Luna撞击坑的足迹该撞击坑因靠近一个同名村庄而得名。陨石坑宽约 1.8 公里（1.1 英里），外缘高出坑底约 6 米（20 英尺）。Luna坑位于印度古吉拉特邦一个名为班尼平原的草原上。北面是广阔的白色盐漠卡奇大草原。这些低洼地区的部分地区在一年中的大部分时间都被淹没，卢纳火山口经常有水。研究人员利用 2022 年 5 月的干旱期从整个结构中采集样本。在岩石和沉积物中，科学家们检测到了几种在地球自然环境中并不常见的矿物。这些稀有矿物是在陨石撞击地面时产生的极高温度和压力下形成的。研究人员还测出稀有元素铱的浓度异常高，这与其他撞击坑的发现一致。根据现场淤泥中植物残体的放射性碳年代测定，研究小组确定撞击发生在大约6900年前。陨石坑附近有一个古代哈拉帕人定居点的遗迹，但目前还不能确定撞击是否早于人类的到来。撞击坑在太阳系中随处可见，它们可以为科学家提供一个窗口，让他们了解太阳系以外的行星和卫星的大气过程和地下成分。例如，2021 年对火星的一次撞击暴露了一层水冰，美国宇航局火星勘测轨道器上的高分辨率成像科学实验（HiRISE 相机）对其进行了成像。这是迄今发现的最接近火星赤道的埋藏水冰的地方这对潜在的载人飞行任务来说是一个重大发现。科学家们还利用美国宇航局卡西尼号任务提供的数据，研究了土星最大卫星土卫六上撞击坑的演变过程。除其他见解外，他们还发现了不同纬度的天气塑造土卫六表面的不同方式。Michala Garrison 利用美国地质调查局提供的 Landsat 数据拍摄的 NASA 地球观测站图片。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

针对亚北极的新研究可以揭示火星寒冷冰冷的过去

针对亚北极的新研究可以揭示火星寒冷冰冷的过去 几十年来，火星是否曾经孕育生命的问题一直吸引着科学家和公众的想象力。这一发现的核心是深入了解地球邻居火星过去的气候：这颗行星是否温暖潮湿，拥有与我们地球上相似的海洋和河流？还是寒冷而冰冷，因此可能不那么容易支持我们所知的生命？一项新的研究发现，火星上的土壤与加拿大纽芬兰的土壤有相似之处，都属于寒冷的亚北极气候。从美国宇航局好奇号漫游车看到的盖尔陨石坑边缘和坑底。图片来源：NASA/JPL-Caltech这项研究发表在7月7日的《通讯地球与环境》（Communications Earth and Environment）杂志上， 研究人员在地球上寻找与火星盖尔环形山具有相似物质的土壤。科学家经常利用土壤来描述环境历史，因为土壤中的矿物质可以讲述地貌随时间演变的故事。进一步了解这些物质是如何形成的，有助于回答有关这颗红色星球历史条件的长期问题。盖尔陨石坑的土壤和岩石提供了 30 亿年至 40 亿年前火星气候的记录，当时火星上的水量相对丰富这也是地球上首次出现生命的时期。"盖尔陨石坑是一个古湖床显然曾经有水存在。但水存在时的环境条件如何呢？"现就职于 DRI 的土壤学家和地貌学家安东尼-费尔德曼（Anthony Feldman）说。"我们永远也不可能找到与火星表面直接类似的东西，因为火星和地球的条件差别太大了。但我们可以研究地球条件下的趋势，并利用这些趋势尝试推断火星问题。"纽芬兰台地的研究地点。图片来源：Anthony Feldman/DRI美国国家航空航天局的好奇号漫游车自2011 年以来一直在调查盖尔陨石坑，并发现了大量被称为"X 射线无定形物质"的土壤材料。土壤中的这些成分缺乏矿物所特有的典型重复原子结构，因此不容易用 X 射线衍射等传统技术进行表征。例如，当 X 射线射向钻石等晶体材料时，X 射线会根据矿物的内部结构以特征角度散射。然而，X 射线无定形材料不会产生这些特征"指纹"。好奇号漫游车使用这种 X 射线衍射方法证明，在盖尔陨石坑测试的土壤和岩石样本中，X 射线无定形材料占 15% 到 73%。"你可以把 X 射线无定形材料想象成果冻，"费尔德曼说。"它是由不同的元素和化学物质组成的汤，它们只是相互滑过而已"。"好奇号"漫游车还对土壤和岩石样本进行了化学分析，发现无定形物质富含铁和二氧化硅，但缺乏铝。除了有限的化学信息外，科学家们还不了解这种无定形物质是什么，也不知道它的存在对火星的历史环境意味着什么。揭示更多关于这些神秘物质是如何形成并在地球上持续存在的信息，将有助于回答关于这颗红色星球的长期问题。费尔德曼和他的同事们走访了三个地方寻找类似的 X 射线无定形物质：纽芬兰格罗斯莫恩国家公园的台地、加利福尼亚州北部的克拉马斯山脉和内华达州西部。研究人员预计，这三个地点的蛇纹石土壤在化学性质上与盖尔陨石坑的 X 射线无定形物质相似：富含铁和硅，但缺乏铝。这三个地点还提供了一定范围的降雨、降雪和温度，有助于深入了解产生无定形物质并促进其保存的环境条件类型。在每个地点，研究小组都使用 X 射线衍射分析和透射电子显微镜对土壤进行了检查，这使他们能够更详细地观察土壤材料。纽芬兰的亚北极条件下产生的物质在化学性质上与盖尔陨石坑中发现的物质相似，但同样缺乏晶体结构。而加利福尼亚州和内华达州等气候温暖地区的土壤则不然。费尔德曼说："这表明，需要有水才能形成这些材料。但需要在寒冷、接近冰点的年平均温度条件下，才能保存土壤中的无定形物质"。无定形材料通常被认为是相对不稳定的，这意味着在原子层面上，原子还没有组织成最终的、结晶的形式。费尔德曼说："在动力学或反应速度方面，有某种东西正在减缓反应速度，从而使这些材料能够在地质时间尺度上保存下来。我们认为，非常寒冷、接近冰点的条件是使这些材料得以形成和保存的一个特殊动力学限制因素。"这项研究增进了我们对火星气候的了解。研究结果表明，盖尔陨石坑中这种物质的丰富程度与亚北极条件相符，类似于我们在冰岛等地看到的情况。编译自/ScitechDailyDOI: 10.1038/s43247-024-01495-4 ... PC版： 手机版：

陨石大爆炸：NASA InSight 的地震数据如何改写火星历史

陨石大爆炸：NASA InSight 的地震数据如何改写火星历史 InSight任务的最新发现显示，火星每年经历280至360次重大陨石撞击，远远超过了之前根据卫星图像做出的估计。这种地震方法为确定火星和其他行星表面的日期提供了一种新方法。图片来源：NASA / JPL - Caltech这一新的认识源于 InSight 的地震仪捕捉到的地震数据，这些数据为确定整个太阳系行星表面的年代提供了一种更有效的方法。这项新研究由伦敦帝国学院和苏黎世联邦理工学院的科学家领导，是美国国家航空航天局（NASA）"洞察"号（InSight）任务的一部分，它揭示了陨石撞击造成的"火星地震"在火星上发生的频率。研究人员发现，火星每年要经历大约 280 到 360 次陨石撞击，产生的陨石坑直径超过 8 米，震撼着这颗红色星球的表面。这些火星地震是由InSight的"地震仪"（一种能够测量最轻微地面运动的仪器）探测到的，其发生率超过了之前根据火星表面卫星图像做出的估计。这些陨石坑是 2021 年 9 月 5 日流星体撞击火星形成的，是美国宇航局的 InSight 首次探测到的。这张由美国宇航局火星勘测轨道飞行器拍摄的增强彩色图像用蓝色突出显示了被撞击扰动的尘埃和土壤，以便让人眼更清楚地看到细节。图片来源：NASA/JPL-Caltech美国宇航局/JPL-加州理工学院/亚利桑那大学研究人员说，这些地震数据可能是测量陨石撞击率的更好、更直接的方法，可以帮助科学家更准确地确定太阳系行星表面的日期。该研究的共同第一作者、伦敦帝国理工学院地球科学与工程系副研究员纳塔利娅-沃伊奇卡博士（Dr. Natalia Wojcicka）说："通过使用地震数据来更好地了解陨石撞击火星的频率以及这些撞击是如何改变火星表面的，我们可以开始拼凑出这颗红色行星的地质历史和演变时间表。"你可以把它想象成一种'宇宙时钟'，帮助我们确定火星表面的日期，或许还能进一步确定太阳系其他行星的日期。"这项研究发表在今天（6 月 28 日）出版的《自然-天文学》杂志上。拼贴图显示美国宇航局"洞察"号（InSight）着陆器上的地震仪首先探测到的三颗流星体撞击，随后被该局的火星勘测轨道器使用其 HiRISE 相机捕捉到。图片来源：NASA/JPL-Caltech/亚利桑那大学多年来，科学家们一直利用火星和其他行星表面的陨石坑数量作为"宇宙时钟"来估算行星的年龄较老的行星表面比较年轻的行星表面有更多的陨石坑。为了用这种方法计算行星年龄，科学家们传统上使用基于月球上的陨石坑的模型来预测不同大小的陨石撞击随着时间推移的速度。要将这些模型应用到火星上，需要根据大气层如何阻止最小的撞击物撞击火星表面，以及火星的大小和在太阳系中的位置的不同进行调整。对于宽度小于 60 米的小陨石坑，火星科学家还能够利用卫星图像观察新陨石坑形成的频率，但通过这种方法发现的陨石坑数量远低于预期。艺术家描绘的在火星表面运行的 InSight 着陆器。InSight是"利用地震勘测、大地测量学和热传输进行内部探测"的简称，它是一个着陆器，旨在对火星进行自45亿年前形成以来的首次彻底检查。图片来源：NASA/JPL-Caltech这项新研究是了解火星地震活动和内部结构的"洞察者"（InSight）任务的一部分，研究人员发现了一种以前从未认识到的地震信号模式，这是陨石撞击产生的。与典型的地震信号相比，这些信号的高频波比例更大，而且还具有其他特征，因此被称为"极高频"火星地震。研究人员通过观察卫星图像捕捉到的新形成的陨石坑，发现流星体撞击的速度高于之前的估计，并且与月球表面陨石坑的推断数据一致。这凸显了以前的模型和估计的局限性，以及需要更好的模型来了解陨石坑的形成和陨石对火星的撞击。为了解决这个问题，科学家团队利用美国宇航局的InSight着陆器及其极其灵敏的地震仪SEIS来记录可能由陨石撞击引起的地震事件。SEIS 检测到了这些频率极高的火星地震所特有的地震特征，研究人员发现这些特征表明是流星体撞击，与其他地震活动不同。利用这种新的撞击探测方法，研究人员发现了比卫星成像预测更多的撞击事件，特别是对于产生只有几米宽陨石坑的小型撞击。研究报告的合著者、伦敦帝国学院地球科学与工程系的加雷思-柯林斯教授说："事实证明，SEIS仪器在探测撞击方面取得了令人难以置信的成功如果我们想了解撞击发生的频率，聆听撞击似乎比寻找撞击更有效。"研究人员认为，在未来的着陆器上部署更小、更经济实惠的地震仪，可以进一步加深我们对火星撞击率和内部结构的了解。这些仪器将帮助研究人员探测到更多的地震信号，为了解火星和其他行星的陨石撞击及其内部结构提供更全面的数据集。沃伊奇卡博士说："为了了解行星的内部结构，我们使用了地震学。这是因为当地震波穿过或反射行星地壳、地幔和地核中的物质时，它们会发生变化。通过研究这些变化，地震学家可以确定这些层是由什么构成的，有多深。""在地球上，通过查看遍布全球的地震仪的数据，你可以更容易地了解我们星球的内部结构。然而，火星上只有一个SEIS。为了更好地了解火星的内部结构，我们需要更多分布在火星上的地震仪。"除了发表在《自然-天文学》上的新研究之外，该团队还参与了今天发表在《科学进展》上的另一项研究，该研究利用"洞察"号记录的图像和大气信号来估算火星上撞击发生的频率。尽管采用了不同的方法，但这两项研究都得出了类似的结论，从而加强了总体研究结果。编译自/ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA好奇号漫游车发现远古火星上存在类似地球环境的迹象

NASA好奇号漫游车发现远古火星上存在类似地球环境的迹象 美国宇航局的"好奇号"漫游车继续寻找火星盖尔陨石坑条件可能支持微生物生命的迹象。图片来源：NASA/JPL-Caltech/MSSS洛斯阿拉莫斯国家实验室空间科学与应用小组的帕特里克-加斯达（Patrick Gasda）是这项研究的第一作者，他说："氧化锰很难在火星表面形成，所以我们没想到会在海岸线沉积物中发现如此高浓度的氧化锰。"在地球上，这类沉积物经常出现，因为大气中的高氧是由光合生命以及帮助催化锰氧化反应的微生物产生的。"在火星上，我们没有生命存在的证据，火星古老大气中产生氧气的机制也不清楚，因此氧化锰是如何形成并集中在这里的确实令人费解。"加斯达补充说："这些发现表明火星大气或地表水中存在更大的过程，也表明需要做更多的工作来了解火星上的氧化作用。"ChemCam 由洛斯阿拉莫斯公司和法国国家空间研究中心（CNES）共同开发，它利用激光在岩石表面形成等离子体，然后收集光线，以量化岩石中的元素成分。漫游车探索的沉积岩由沙、淤泥和泥混合而成，与构成盖尔陨石坑大部分湖床岩石的泥质相比，沙质岩石的孔隙更大，地下水更容易通过沙质岩石。研究小组研究了锰如何在这些砂岩中富集例如，地下水渗过湖岸或三角洲口的砂岩以及哪种氧化剂可能导致岩石中锰的沉淀。在地球上，由于大气中的氧气，锰会变得富集，而微生物的存在往往会加速这一过程。地球上的微生物可以利用锰的多种氧化态作为新陈代谢的能量；如果远古火星上有生命存在，那么湖岸边这些岩石中增加的锰含量就会成为生命的有用能源。ChemCam仪器的首席研究员尼娜-兰扎（Nina Lanza）说："这些古老岩石所揭示的盖尔湖环境，为我们提供了一个了解宜居环境的窗口，它看起来与今天地球上的地方惊人地相似。锰矿物在地球上湖岸的浅层含氧水域中很常见，在古老的火星上发现这种可识别的特征非常了不起"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜

科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜 畜牧业和化石燃料生产每年向大气中排放数吨甲烷，其作用已被充分研究。尽管不确定性更大，但量化自然湿地的排放量对于预测气候变化非常重要。科学家们预计，湿地甲烷排放量正在上升，因为北方地区和北极地区生态系统的气温正在以大约全球平均气温四倍的速度上升，但是很难说上升了多少，因为在这些广阔且经常被水淹没的环境中监测排放量一直非常困难直到现在。伯克利实验室研究科学家、资深作者朱清（音译）与伯克利实验室博士后研究员袁坤晓佳（音译）解释说："北方和北极环境富含碳，容易受到气候变暖的影响。本周发表在《自然-气候变化》上的一篇论文介绍了他们的研究方法。""气温升高会增加微生物活动和植被生长，"朱清说，"这与甲烷等气体的排放有关。通过了解甲烷的自然来源是如何变化的，我们可以更准确地监测温室气体，让科学家们了解当前和未来的气候变化状况。通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"高纬度湿地：量化甲烷排放量及其变化情况尽管甲烷在大气中停留的时间远远少于二氧化碳（10 年对 300 年），但甲烷的分子结构使其使大气变暖的能力是二氧化碳的 30 倍。气温升高不仅会增强饱和土壤中甲烷释放微生物的活动，而且还会增加水渍土壤的面积，因为冰冻的土壤会解冻，更多的降水会以雨水而不是雪水的形式降下，这些微生物会在水渍土壤中茁壮成长。这就是为什么科学家们预计这些高纬度地区的甲烷排放量会增加，以及为什么迫切需要更准确地量化甲烷。出版物中的地图，显示了北极和北方地区湿地甲烷热点的具体位置和面积。资料来源：伯克利实验室测量温室气体释放的最常见方法是在一个室内的固定位置捕捉土壤中释放的气体，让它们在一定时间内积累。另一种方法是更自主的数米高的涡度协方差塔，它可以在生态系统的大片区域内通常是在湿地等难以到达的地方持续测量土壤、植物和大气之间的温室气体交换。伯克利实验室的研究团队结合使用这两种方法获得的数据，分析了北极-北方地区各湿地超过 307 年的甲烷排放数据，从而更好地了解了影响数百英亩土地和数分钟至数十年内甲烷排放的各种因素。研究小组发现，从 2002 年到 2021 年，这些地区的湿地平均每年释放 20 太克（teragrams）甲烷，相当于约 55 座帝国大厦的重量。他们还发现，自 2002 年以来，排放量增加了约 9%。此外，研究人员还考虑了北极和北方地区的两个"热点"地区，与周围环境相比，这两个地区的单位面积甲烷排放量要高得多。他们发现，大约一半的年均排放量来自这些热点地区，这有助于为缓解工作和未来的测量提供信息并确定目标。影响湿地排放的环境因素研究人员还调查了甲烷排放量增加的环境因素，发现有两个主要驱动因素：温度和植物生产力。气温升高会增加微生物的活动；当气温升高时无论是由于气候变化造成的平均气温升高，还是由于气候变异造成的某些特定年份的气温升高，都会在这一过程中释放出更多的甲烷。研究小组发现，温度是控制北极-北方生态系统湿地排放及其变化的主要因素。这可能会导致气候反馈，即微生物活动增加所产生的甲烷排放会提高大气温度，从而导致更多的甲烷排放，如此循环。植物生产力越高，土壤中的碳含量就越高，从而促进甲烷微生物的繁殖。研究人员发现，当植物的生产力更高、更活跃，释放出有助于微生物生长的基质时，湿地的甲烷排放量就会增加。研究小组还发现，湿地甲烷排放量最高的 2016 年也是高纬度地区自 1950 年以来最温暖的一年。由于甲烷在大气中的停留时间很短，因此可以相对较快地减少和清除，"朱解释说。"通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

NASA 毅力号确认火星存在古代湖泊沉积物，红色星球曾温暖湿润宜居

NASA 毅力号确认火星存在古代湖泊沉积物，红色星球曾温暖湿润宜居 美国宇航局（NASA）的毅力号火星探测器采集的数据证实了火星杰泽罗陨石坑存在古代湖泊沉积物，该研究成果于周五发表在《》杂志上。这一发现为火星曾经被水覆盖并可能孕育过微生物生命的理论提供了强有力的证据。 该研究由加州大学洛杉矶分校（UCLA）和奥斯陆大学的团队牵头，基于毅力号探测器在 2022 年数月间穿越火星表面时进行的地下扫描数据。探测器从陨石坑底部爬上了一个相邻的区域，该区域由辫状沉积岩特征组成，从轨道上看类似于地球上的河流三角洲。这些发现进一步证实了之前研究提出的观点 寒冷、干旱、毫无生机的火星曾经温暖、湿润，适宜生命存在。 毅力号的 RIMFAX 雷达仪器发出的探测信号使科学家能够“窥视”地下，以获得 20 米深的岩石层横截面视图。科学家们期待着对杰泽罗沉积物进行近距离研究，这些沉积物据信在约 30 亿年前形成，毅力号已经收集了相关样本，准备将来运回地球。来源 ， 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat