火星因為含水而變紅？最新研究顛覆傳統觀點

一直以來，火星都吸引著科學家和公眾的密切關注。眾所周知，它有著一個紅色的外觀，在夜空中易于辨認。但究竟是什么賦予了火星這標志性的色彩？

過去幾十年，得益于眾多火星探測任務，天文學家已經確認，火星的紅色來自其塵埃中的氧化鐵，即“銹化”的鐵礦物。換句話說，火星巖石中的鐵在某個時間點與液態水或空氣中的水和氧氣發生了反應，形成了類似于地球上鐵銹的物質。隨后，這些氧化鐵經歷了數十億年的風化和分解，變成極細的塵埃，并在火星的強風作用下擴散至全球，這一過程至今仍在持續。

然而，氧化鐵并非單一物質，而是由不同類型的礦物組成。因此，火星塵埃的確切化學成分一直存在爭議。過去，科學家們普遍認為，火星表面的氧化鐵主要是赤鐵礦，并推測它是在火星早期的濕潤時期結束后，在干燥的表面環境下經過數十億年的大氣化學反應逐漸形成的。

然而，一項新發表在《自然·通訊》上的研究對這一傳統觀點提出了挑戰。研究團隊綜合分析了來自火星軌道器、探測車以及實驗室模擬實驗的數據，發現火星紅色塵埃的真正來源可能是富含水的鐵礦物——水鐵礦，而非赤鐵礦。

新的證據

在這項研究中，科學家們分析了多項火星探測任務的數據，包括火星勘測軌道飛行器（MRO）、火星快車號和痕量氣體軌道器（TGO），以及好奇號、探路者號、和機遇號等探測車的地面測量數據。這些探測器搭載的儀器提供了火星塵埃的詳細光譜數據，使科學家能夠深入研究其礦物成分。

隨后，研究團隊在實驗室中模擬了火星環境，測試光與不同礦物顆粒的相互作用。他們嘗試使用不同類型的氧化鐵復現火星塵埃。由于火星塵埃顆粒極為微小，為了獲得準確的測量結果，研究人員利用先進的研磨設備調整了礦物顆粒的大小，使其與火星塵埃的尺度相匹配。

實驗室制造的“火星塵埃”，并測試了光如何與水鐵礦顆粒和其他礦物相互作用。（圖/A.Valantinas）

實驗結果表明，當水鐵礦與玄武巖（一種火山巖）混合并粉碎至亞微米級時，其光譜特征與火星表面的觀測數據高度一致。這一發現提供了有力證據，支持水鐵礦在火星塵埃中的廣泛存在，并進一步表明，火星的紅色可能源于富水環境下形成的礦物。

水鐵礦的特殊性

在地球上，水鐵礦常見于火山巖和火山灰的風化過程中。與通常在溫暖、干燥環境下形成的赤鐵礦不同，水鐵礦的形成需要冷水環境。這意味著，它的存在表明火星的氧化過程發生在其表面仍然有水的時期。

盡管水鐵礦在漫長的地質歷史中可能已經被風化并擴散至整個火星，但它仍然保留著水的化學特征。這為火星過去更為濕潤、甚至具備宜居性的可能性提供了重要線索。研究人員推測，數十億年前，火星可能曾擁有一個能維持液態水（生命基本要素）的環境，隨后才逐漸從濕潤環境轉變為如今的干燥荒漠。

未來探索

這項研究為探索火星的過去打開了新的大門。然而，研究人員也意識到，要徹底驗證這一結論，仍然需要等待火星樣本被送回地球進行深入分析。

研究人員表示，他們正迫切期待即將到來的火星任務，例如羅莎琳德·富蘭克林號火星車和火星采樣返回任務。這些任務將使科學家能夠更深入地探索火星為何呈現紅色。目前，毅力號探測器已收集了一些火星樣本，其中包括塵埃。當這些珍貴的樣本未來將被送回地球，科學家們將能精準測量火星塵埃中水鐵礦的含量，并進一步分析這對理解火星水資源歷史及生命可能性的意義。

然而，在樣本回到地球之前，火星紅色的真正成因仍然籠罩在神秘之中。這顆遙遠的星球，依然讓人驚嘆，也讓人困惑。

#參考來源：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-56970-z

https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Mars_Express/Have_we_been_wrong_about_why_Mars_is_red

#圖片來源：

封面圖&首圖：NASA/JPL