硫磺是解锁火星碳酸盐之谜的关键

2017-04-01 01:03:13

作者:杰夫赫赫特(Jeff Hecht)为什么火星上缺少地球上丰富的碳酸盐岩的原因可能已被破解来自原始火星火山的硫磺烟雾似乎阻止了它们的形成,尽管尚不完全清楚硫磺的分子形态在地球上,海洋从大气中吸收二氧化碳并将其沉积为碳酸盐岩科学家们曾认为在火星上可能会发生同样的情况,因为35亿年前那里的水流明显表明这颗行星可能已被厚厚的二氧化碳温室所预热然而,最近的探测器发现,火星表面富含硫酸盐,硫酸盐在水的存在下形成,但几乎没有碳酸盐先前的研究提出了一个可能的解释:火星上的任何水体都是酸性的,可能是由于硫酸,这会阻止碳酸盐的形成科罗拉多州博尔德市西南研究所的Mark Bullock和美国NASA的Jeffrey Moore最近提出了硫酸来源的解释(参见地球物理研究快报(doi:10.1029 / 2007 / GL030688))他们说,光化学反应将火山二氧化硫转化为硫酸云,就像现代金星上的那样因为来自这些云层的降雨会使地表水过于酸性而无法形成碳酸盐,这使得更多的二氧化碳留在大气中,使地球变暖随着火山爆发的减弱,太阳风将大部分二氧化碳吹走,使火星只有一个脆弱的大气层然而,在美国马萨诸塞州剑桥市哈佛大学的研究生伊泰·哈勒维说,那么多的硫酸也会阻止在火星上形成粘土相反,他和同事认为,二氧化硫直接从火山中抽出,形成早期的火星地球化学和气候循环他们相信早期火星大气层的化学成分使二氧化硫在空气中保持稳定,而温室气体则可以帮助温暖地球 SO2溶于水,形成亚硫酸盐,可以从水中除去钙和镁,然后形成碳酸盐,但酸性不足以防止粘土形成暴露在水和氧化剂中,亚硫酸盐化合物会反应成为硫酸盐当火山喷发停止时,火星会冷却并干燥,剩下的一些二氧化碳会渗入土壤,形成火星陨石中的碳酸盐岩脉布洛克表示,他和Halevy的团队都同意来自Tharsis火山高原的硫磺可以使地表水酸化,足以防止碳酸盐的形成但他并不相信二氧化硫可以在大气中积累到足够高的水平来控制矿物质沉积在表面上那是因为SO2迅速与氢氧离子(在潮湿的行星上很多)发生反应,形成硫酸盐 “这是剩下的科学问题之一 - 在早期的火星大气层中SO2的寿命是多久”他问道他希望火星勘测轨道器上的CRISM光谱仪收集的数据能够解决模型之间的差异,这些差异预测表面上应该找到不同的矿物质期刊参考:科学(第318卷,