火星的土壤与地球土壤有什么本质的区别?

加州大學伯克利分校生態科學教授羅納德·阿穆德遜說，“通過對火星土壤的化學分析，我們可以獲得關於火星氣候歷史的重要資訊。關於火星地質的主流觀點已由之前的探測任務獲得——混合了灰塵和岩石的火星土壤所具有的化學性是由歷史長期積累形成，同時結合了上涌地下水的效應。這種地質結構與地球上任何土壤形式都不一致。我們試著通過地球上存在的地質學和水文學原理再次重新評估討論火星地質數據。”該研究報告最終將發表在6月底出版的愛思唯爾期刊《地球化學與宇宙化學學報》（Geochimica et Cosmochimica Acta，GCA）網路版上。 美國宇航局“鳳凰”號探測器在火星北極採集了土壤樣本，並進行化學成份分析，該測試目標意在確定是否火星曾經孕育生命體，6月20日，鳳凰號科學家宣稱在火星土壤之下發現冰。然而，美國加州大學伯克利分校研究人員並未直接獲得火星表面存在生命的證據，但暗示適宜生命存在的氣候如果存在，之前就應該探測到。 目前，火星表面溫度太低以至於水無法以液態形式存在，但是科學家們普遍認為在火星地質最早期——46-35億年前的諾亞世(Noachian epoch)，火星大氣層中充滿著足夠的溫室氣體能夠加熱大氣層氣體，可實現湖泊和河水流動。阿穆德遜解釋稱，但不同於地球，火星並不存在板塊構造理論，板塊構造有助於形成火山和用於持續加熱大氣層中來源於陸地的溫室氣體。他指出，許多科學家認為火星從46-35億年前從諾亞世至西方紀時期(Hesperian era)，火星表面上的水既沒有凍結，也沒有蒸發。據悉，當前火星處於第三地質學時期亞馬遜世時期，該時期始於18億年前。 這項最新研究暗示著液態水存在於西方紀時期火星大氣層中，為了支援這項觀點，研究小組對“海盜號”、“探路者號”、“勇氣號”探測器著陸地點的土壤進行了分析，這些土壤樣本中具有構成岩石成分中不為人知的基礎元素，顯示出水曾經向下流動穿過泥土，並攜帶著基礎元素。阿穆德遜同時指出火星土壤曾記錄了長期乾旱，就如同目前富含硫酸鹽地質。這種與眾不同的硫酸鹽堆積土壤出現於智利北部的阿塔卡馬沙漠，這裡年平均降雨量為1毫米，是地球上最乾旱的地區。 阿穆德遜稱，類似阿塔卡馬沙漠和阿塔卡馬乾旱谷的地形也出現於火星表面。他還強調指出，硫酸鹽普遍存在於地球的海洋和大氣層中，並出現於雨水之中。然而硫酸鹽是一種典型的可溶解物質，當表面遭受雨水時會將硫酸鹽沖洗。火星土壤中與眾不同的堆積特性表明濕氣向土壤之下移動。火星土壤中化學成份的分佈性表明，表面硫酸鹽堆積之下有氯化鹽物質，這說明大氣層具有一定的濕度。 阿穆德遜說，“硫酸鹽在水中的溶解度要低於氯化物，因此水通過蒸發的形式變化，我們期望在火星表面和硫酸鹽之下發現氯化物。但是當水向下移動，這完全顛倒了氯化物向下移動以及硫酸鹽停留接近於火星表面。但是長期大氣迴圈不僅添加了灰塵和鹽，液態水還週期性進入土壤表層，使鹽物質向下移動。”他指出科學家們仍對地球上大氣、地質狀態與火星環境狀況進行對比產生許多爭議，這項最新研究表明火星土壤可能是一個“博物館”，記錄著關於該行星上水資源歷史的化學資訊，同時地球也具有該特性可以解釋類似的地質記錄。 像火星上同樣乾旱岩床地質與地球有許多類似之處，類似的地球沙漠乾旱地區具有一定的水文學和地質學特性。阿穆德遜說，“我們的研究表明火星並不是一顆與地球有本質區別的行星，我們將研究類似阿塔卡馬沙漠等地形，進一步洞悉火星的氣候歷史變化。”