地球上的火星痕迹——火星陨石

王世杰 李世杰

陨石是指降落至地球表面的地外天体岩石。火星表面经常遭受小行星或者彗星的撞击，一些较大的撞击会导致火星岩石溅射并摆脱火星重力场的束缚，少部分最终降落至地球表面而形成火星陨石。截至2018年4月30日，已有270块火星陨石获得了国际陨石协会的命名。

火星陨石类别

根据矿物组合特征可将火星陨石分为3大类，即辉玻无球粒陨石（S）、辉橄无球粒陨石（N）和纯橄无球粒陨石（C）， 因此，火星陨石常被简称为SNC陨石。另外有两个比较著名的陨石也来自火星，但它们并不属于SNC陨石，分别为ALH 84001与NWA 7034。ALH 84001由美国科考队在南极发现，该陨石曾经因为内部发现疑似古细菌化石而轰动世界，其形成年龄为41亿年。NWA 7034由陨石商人从摩洛哥购得，昵称为“黑美人”，为火星的表土角砾岩陨石，其水含量是其它火星陨石的10倍，形成年龄约21亿年，是已知的第二老的火星陨石。而其它火星隕石的形成年龄较小，辉玻无球粒陨石大约形成于1.65亿年，辉橄无球粒陨石与纯橄无球粒陨石大约形成于12.6亿年。

火星陨石的识别历史

1979年至1982年，一些学者指出SNC陨石可能来自火星，其主要判别依据为这些陨石的矿物组合、化学成分以及同位素组成。这些陨石和其它陨石有显著的不同，包括：形成年龄较小、不同的氧同位素组成、出现含水风化物、部分陨石与1976年的海盗号登陆器测定的火星表面岩石化学组成相似等。1983年刊登在美国自然杂志的一篇论文显示南极陨石EET 79001（辉玻无球粒陨石）中富含捕获型稀有气体，并且这些稀有气体的同位素比值如40Ar/36Ar、38Ar/36Ar与海盗号测定的火星大气的相应值较为一致，因此推测了其火星来源的可能性。2011年美国NASA发射至火星的好奇号火星车对火星大气中的氩同位素组成进行了高精度测定，火星大气中氩同位素组成36Ar/38Ar为3.6-4.5（原子数比），更加确认了SNC陨石来自火星。

火星陨石的科学价值

火星陨石通常与相应类型的地球岩石难以区分，在研究室通常可以通过两个简单的方式初浅的判断，一是火星陨石中橄榄石和辉石中的裂隙非常致密，熔长石较为常见；二是火星陨石中橄榄石与低钙辉石中的Fe-Mn含量的相关性与地球岩石等不同。如果一个陨石具备上述两个特征，则基本可以推断其可能为火星陨石。人类目前还没有将火星样品带回地球，因此有关地球实验室中进行的火星的演化等相关的研究主要基于对火星陨石的研究。火星陨石来自火星不同区域，因此比未来很有限的采样点的样品返回更具有全球代表性，因此人类认识火星从45亿年前形成至今所经历的种种过程，包括水的出现与消失、大气的逃逸与成分变化、内部圈层的演化、有无生命曾经出现等等，都离不开对火星陨石的研究。（编辑/高纬时）