主题：【原创翻译】火星——另一个世界的故事（介绍） -- starwolf

5、火星陨石能告诉我们什么

--石块揭示行星的秘密和它的历史

1815年10月3日的早晨，法国南部夏夕尼（Chassigny）村的居民们被一些不寻常的爆炸声吓坏了：从附近的天空落下了一块石头。而后，这块4公斤，似乎是直接来自火山口的陨石，引起了一代代研究者的兴趣。

在地球上找到的数以万计的陨石中，只有大约三十块是“Chassigny”型的。它们被称谓SNC陨石，名称衍生自第一颗该种陨石被发现的地点。印度的赦咯荑（Shergotty）、埃及的那喀拉（Nakhla）及法国夏夕尼（Chassigny）。直到1980年代，人们才发现它们来自火星。这些陨石以同位素氧的含量为特征。氧具有不同的同位素：原子核具有8个质子，但中子数是不同的。同位素的组成和相对丰度在所有SNC陨石中是相同的，这是个独特的特征。另一个SNC陨石得识别特征是他们都相对年轻，主要是岩浆岩或火山岩。同位素年龄测定显示最年轻的SNC陨石成型于不到2亿年前。

人们是如何发现SNC陨石是来自火星的？

鉴定年代和分析只是揭示了事情的一部分：事实是它们曾经属于一个单一、久远的足够大到能够产生岩浆和火山活动的母体。它是火星、金星或是在太阳系形成过程中被摧毁的古老行星吗？SNC陨石被抛入太空可能是一场猛烈的陨石撞击的结果，但是年代相当新近，所以只能考虑现存的行星。最终，源自火星的最具有说服力的证据来自陨石中的一块：EETA 79001。这个物体于1980年在南极洲被收集到。在它的内部具有很多气泡存积于玄武玻璃的深色斑点中。玻璃形成于一场巨大的撞击，使得岩石脱离了它的行星。通过1976年“海盗”号火星探测器现场的分析，得到了气泡中的成分与火星大气中的成分几乎相同的结论。基于此，很多研究者认为SNC陨石是火星的碎片，并提示了它（火星）的构造。

【图】在南极洲被发现，在实验室中标记年龄。

许多火星陨石是在南极洲的冰中找到的，在那里它们更容易被看见。质谱分析的方法能容易地发现它们的成分。（右侧照片为巴黎的Physique du Globe学院中的设备）。

为了弄清它们的来源及更具体地确定它们由岩浆凝固的时间。地球化学家们依靠钾-40衰变成为氩-40这一放射性现象。当岩石熔融状态时，当时已存在的（由钾-40衰变成的）氩能够逸出，而当岩石凝固后，氩便在其内部聚积。通过对比钾和氩同位素的含量和火星大气中它们的浓度，可以推断其结晶的时间。对应于EETA79001，这个值是1亿8千万年。考虑到火星的年龄，它是一块相当新近的岩石。

【图】行星分异和固化的线索：利用石块中化学元素的性质，同位素地球学家通过几克岩石就能给出关于行星的全局数据。这种分析的原理基于两种物理现象：1.化学元素通常拥有几种同位素，原子核有相同数量的质量但不同数量的中子，某些同位素由于其内部的中子数量而具有不稳定性，它们迟早会衰变为更为稳定的元素。2：某些化学元素自它们形成起就被固定在岩石中，另一些则在岩石内部产生。这是自岩石形成时已存在的元素衰变的产物。

例子：火星地壳的年代测定。我们发现来自火星地壳的一颗陨石中有两种钕的同位素Nd-142和Nd-144。陨石中的Nd-142是Sm-146的衰变产物，自火星地壳形成时被固定其中。它的半衰期（一半的Sm-146原子帅变为Nd-142所需的时间）仅为1亿年。Nd-144不是任何衰变的产物，而且我们知道在超星新爆发时Nd-144和Sm-146的比例。

同样，比较Nd-142和现在Nd-144的比例使我们能推断出火星地壳形成时Sm-146相对于Nd-144的比例。比较比较后者的最初比例，我们能够计算出太阳系形成到火星地壳形成所需的时间，根据这一分析，地壳大约形成于太阳系诞生后的一亿年。

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