對來自火星的古代隕石的分析表明，鋯石礦物可能在紅色星球的表面很豐富。通過確定鋯石的年齡和ha同位素組成，哥本哈根大學的研究人員表明，這些晶體的數量來自火星的深部內部。如果研究人員是正確的，則意味著這些年輕的鋯石包含有關火星內部深不可及的信息，從而可以洞悉行星的內部結構。

含鈾的礦物鋯石是地球大陸殼的豐富成分，可提供有關大陸的年齡和起源以及諸如山鏈和巨型火山等大型地質特征的信息。但是與地球不同的是，火星的地殼并未演化，其成分與在鋯石稀少的地球海洋下發(fā)現的地殼相似。因此，預計鋯石不會成為火星上的常見礦物。

“當我們在這種火星隕石中發(fā)現如此多的鋯石時，我們感到非常驚訝和興奮。鋯石是難以置信的耐用晶體，可以過時，并保留告訴我們有關其起源的信息。獲得如此多的鋯石就像打開一個時間窗口一樣進入地球的地質歷史”，負責這項研究的GLOBE研究所的馬丁·比扎羅教授說。

該小組研究了名為“ Black Beauty”的古代火星隕石NWA 7533(圖1)，該隕石于2011年在摩洛哥的沙漠中發(fā)現。將15克這種巖石粉碎后，他們提取了約60顆鋯石。根據鋯石的年齡，他們發(fā)現大多數晶體可以追溯到大約45億年前，這是地球生命的開始。但是他們也做出了意外的發(fā)現：一些鋯石定義了更年輕的年齡，范圍從大約15億年到3億年。

Bizzarro說：“這些年輕人真是個驚喜。” “黑美隕石被認為來自火星南半球，那里沒有任何年輕的火山地帶。這些年輕的鋯石的唯一可能來源是位于該星球北半球的塔爾西斯火山省，該省含有大量的最近活躍的火山。”

火星上的塔爾西斯(Tharsis)凸起是一個巨大的火山省份，擁有太陽系中最大的火山，火山高度高達21公里?？茖W家認為，這個火山省是地球表面爆發(fā)的非常深的巖漿作用的表現。地球上的類比是夏威夷火山群島，也被認為反映了深層的火山活動。但是由于板塊構造的原因，太平洋板塊一直在移動，以至于不再形成一個單一位置，而是形成了一系列逐漸年輕化的火山島。由于火星沒有板塊構造，因此火山在一個位置堆積，結果變成了巨大的規(guī)模。

圖2：闡明火星的內部結構。一道上升的原始物質羽流從深部地幔中升起，為行星表面的火山提供了能量。學分：哥本哈根大學

如果Bizzarro的團隊是正確的，則意味著年輕的鋯石可能包含有關火星內部深處且人跡罕至的信息。這是科學家首次發(fā)現直接進入紅色星球深處的內部，這可能使他們能夠揭示火星的內部結構和組成。

“擁有火星內部深處的樣品是關鍵。這意味著我們現在可以使用這些鋯石來探測火星上揮發(fā)性元素的起源，包括其水，并觀察它與地球和太陽系中其他行星的比較。”，該新研究的共同作者馬法達·科斯塔(Mafalda Costa)解釋說。

但是，為了了解深火星內部的本質，研究人員轉向分析同一鋯石中ha元素的同位素組成。

Martin Bizzarro說：“由于is是鋯石的主要元素，因此它保留了鋯石形成的記憶。” 他補充說：“我們發(fā)現年輕鋯石的the同位素組成不同于任何已知的火星隕石，這表明這些年輕鋯石來自我們不知道存在于火星內部的原始儲層。”

年輕鋯石的is同位素組成類似于太陽系中最原始的物體，即球粒隕石。這些儀式隕石。這些球粒隕石是小行星的樣本，自形成以來從未經過修飾。這意味著自從行星形成以來，火星的深層內部基本上沒有被改變(圖2)。對于缺少板塊構造的行星，預計會存在這種原始儲層。與地球相反，在地球表面形成的物質通過板塊構造不斷地循環(huán)到內部，自從行星誕生以來，火星的深層內部一直保持不變，因此保存了其初始組成。

最后，鋯石可能在火星表面豐富的發(fā)現可能會指導未來的機器人對地球的探索，特別是在將樣本返回地球的框架中。

Martin Bizzarro總結說：“我們的研究表明，針對獲取含鋯石樣品的返回任務對理解火星的地質歷史具有很高的科學價值。”

“從4.2吉爾鋯石記錄推斷出的火星內部結構和地球動力學”發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上。