我们对于火星呈红色的原因判断错了吗？

科学家们结合欧洲航天局（ESA）和美国国家航空航天局（NASA）航天器数据，以及对模拟火星尘埃的新实验室实验后发现，这颗红色星球标志性的锈色尘埃，其湿润历史比之前认为的更为丰富。结果表明，火星在远古早期就已生锈，那时液态水更为广泛存在。
火星在夜空中因其显著的红色调而易于辨认。过去几十年，众多航天器对火星展开研究，我们得知这种红色源于尘埃中生锈的铁矿物质。也就是说，火星岩石中的铁在某个时刻与液态水，或与空气中的水和氧发生反应，这与地球上铁锈的形成过程类似。
数十亿年来，这种生锈物质——氧化铁，被分解成尘埃，并由风在整个星球传播，这一过程延续至今。但氧化铁有多种类型，火星铁锈的确切化学成分一直存在激烈争论，因为其形成方式是了解当时火星环境条件的窗口，且这与火星是否曾经适宜居住的问题紧密相关。
此前仅基于航天器观测对火星尘埃中氧化铁成分的研究，未发现其中含水的证据。研究人员因此得出结论，这种特殊类型的氧化铁一定是赤铁矿，在火星早期湿润期过后，于数十亿年间在干燥的表面条件下，通过与火星大气的反应形成。
然而，对航天器观测的新分析结合新颖的实验室技术表明，火星的红色与含水的氧化铁（即水铁矿）更为匹配。水铁矿通常在冷水存在的情况下快速形成，因此一定是在火星表面仍有水的时候形成的。尽管自形成以来，水铁矿被研磨并在星球上扩散，但至今仍保留着其含水特征。
“我们试图在实验室中使用不同类型的氧化铁来制造模拟火星尘埃。我们发现，水铁矿与玄武岩（一种火山岩）混合后，最符合航天器在火星上观测到的矿物质，” 该研究的第一作者阿多马斯·瓦兰蒂纳斯说道。他是美国布朗大学的博士后，此前在瑞士伯尔尼大学工作，在那里他开始利用欧空局的微量气体轨道器（TGO）数据开展研究。
“火星仍然是那颗红色星球。只是我们对火星为何呈红色的理解发生了转变。主要的意义在于，因为水铁矿只能在火星表面仍有水的时候形成，所以火星生锈的时间比我们之前认为的更早。此外，水铁矿在当前火星条件下保持稳定。”
其他研究也表明火星尘埃中可能存在水铁矿，但阿多马斯及其同事通过结合太空任务数据和新颖的实验室实验，首次提供了全面的证据。
他们使用先进的研磨机制造模拟火星尘埃，以达到相当于人类头发百分之一粗细的实际尘埃颗粒大小。然后，他们使用与轨道航天器相同的技术分析样本，以便进行直接比较，最终确定水铁矿最为匹配。
“这项研究是国际火星探测任务从轨道和地面获取的互补数据集的成果，” 欧空局TGO和火星快车项目科学家科林·威尔逊表示。
火星快车对尘埃矿物学的分析表明，即使是火星上尘埃高度密集的区域，也含有富含水的矿物质。由于TGO独特的轨道，使其能够在不同光照条件和角度下观测同一区域，研究团队得以区分颗粒大小和成分，这对于在实验室中重现正确的尘埃大小至关重要。
美国国家航空航天局火星勘测轨道飞行器的数据，以及 “好奇号”“探路者号” 和 “机遇号” 火星车的地面测量数据，也为水铁矿的存在提供了支持。
科林补充道：“我们热切期待欧空局的罗莎琳德·富兰克林火星车以及美国国家航空航天局 – 欧空局火星样本返回等即将开展的任务的结果，这些结果将使我们能够更深入地探究火星呈红色的原因。”
“美国国家航空航天局‘毅力号’火星车已经收集并等待返回地球的一些样本中包含尘埃；一旦我们将这些珍贵样本带回实验室，我们就能准确测量尘埃中含有多少水铁矿，以及这对我们理解火星水的历史——以及生命存在的可能性——意味着什么。”
不过，在一段时间内，火星的红色调仍将继续被人们从远处欣赏和探究。