火星礦物
火星礦物（mineralogy of Mars）是指火星表面岩石和土壤中所包含的化學成分，各種軌道飛行器已使用光譜學方法來識別一些礦物的特徵。行星着陸器對岩石中的土壤進行了具體的化學分析，以進一步鑑定和確認是否存在其他的礦物。在地球上唯一的火星岩石樣本是隕石。元素、大氣成分以及行星環境條件對了解這些基礎部分可以形成哪些礦物至關重要。
礦物成分
火星地表地質介於地球上的玄武岩或安山岩之間,這導致了與地球上所發現礦物相似的種類。氧化鐵（iron oxide）的存在使火星表面呈現出與這顆紅色星球相關的「鐵鏽」色，而高濃度高氯酸鹽則形成了可產生液態水的高鹽漬土[1]。火星岩石化學蝕變為碳酸鹽和頁硅酸鹽礦物發生在火星上尚存在大量液體水的歷史早期[2]。軌道器上的儀器和着陸器不僅發現了新的礦物，而且在某些情況下還證實了被其他人檢測到的礦物的存在。
- 頁硅酸鹽
- 高嶺石 (Al
2Si
2O
5(OH)
4) - 蒙脫石((Na,Ca)
0.33(Al,Mg)
2(Si
4O
10)(OH)
2 · nH
2O) - 雲母 (X
2Y
4–6Z
8O
20(OH,F)
4) - 蛇紋石 ((Mg,Fe)
3Si
2O
5(OH)
4)
- 長英質礦物
- 鹽類
- 石膏 (CaSO
4 · 2H2O) - 高氯酸鹽 (ClO4−)
- 碳酸鹽 (富鈣)
- 六水碳鈣石(CaCO
3 · 6H2O) - 霰石 (CaCO
3) - 鐵白雲石(Ca(Fe,Mg,Mn)(CO
3)
2)
- 硫酸鹽 (富鈣/鎂)
- 黃鉀鐵礬(KFe(III)
3(OH)
6(SO
4)
2) - 其他待定
- 鎂鐵質礦物
- 橄欖石 (Mg,Fe)
2SiO
4) - 輝石 (XY(Si,Al)
2O
6) - 普通輝石 ((Ca,Na)(Mg,Fe,Al)(Si,Al)
2O
6) - 易變輝石 ((Ca,Mg,Fe)(Mg,Fe)Si
2O
6) - 單斜輝石
- 氧化鐵
軌道器
發送到火星的軌道飛行器主要通過光譜學提供地表地質數據，這些數據用於測定地表可能存在的礦物，以及通過着陸器縮小這些礦物範圍所需配備的儀器類型。
火星全球探勘者號
1996年發射，它使用火星軌道器相機、火星軌道器激光高度計和熱輻射光譜儀來顯示表面分層、表面存在的冰和赤鐵礦礦物。 火星表面冰的存在對理解火星上為什麼存在某些含水礦物至關重要。
火星奧德賽
2001年發射，儘管它攜帶了多部儀器，但只設計用熱輻射成像系統來觀察礦物，這使得它能夠檢測到石英、橄欖石和赤鐵礦的存在。
火星快車
2003年發射，所搭載的「可見光和紅外礦物測繪光譜儀」（歐米茄）觀測到了蒙脫石和局部頁硅酸鹽礦物[2]。
火星勘測軌道飛行器
2005年發射，該軌道飛行器攜帶了多種儀器，發現了礦物主要由橄欖石、雲母、輝石等鐵鎂質礦物及高嶺石等蒙脫石粘土組成。它的高分辨率成像科學設備用於確定鳳凰號着陸器的着陸點；背景相機和火星專用小型偵察影像頻譜儀，能找到頁硅酸鹽礦物、碳酸鹽礦物和氧化物；而淺地層雷達則用於探測碳酸鹽塵埃層[3]。
登陸器
迄今為止，人類在火星表面進行探索實驗的唯一方式是向火星表面發射探測器。成功的任務能展開探測活動，直接觀察火星土壤和岩石的組成。它們是驗證對礦物觀察結果的關鍵，儘管目前它們僅限於地表最上層的區域。
火星探路者號
火星探測漫遊者任務
2003年發射，它包含兩輛獨立的漫遊車勇氣號火星車和機遇號火星車。
勇氣號 它攜帶的其中一種儀器穆斯堡爾光譜儀（MIMOS II），設計用於觀察火星上的含鐵礦物。它負責測定許多存在的特定氧化鐵，這些氧化鐵使該行星呈現紅色[4]。
機遇號 使用小型熱輻射光譜儀（Mini-TES）可檢測到一些富含鈣和鎂硫酸鹽礦物的存在，它還發現了長石、黃鉀鐵礬、易變輝石、單斜輝石和隕玻長石，並探測到了軌道飛行器和其他探測器發現的礦物[5]。
鳳凰號着陸器
最著名的是在極地登陸，它攜帶了濕化學實驗室（WCL）-「傳導性分析儀」（顯微鏡電化學與傳導性分析儀）套件的一部分，負責識別高氯酸鹽和各種陽離子，如鎂、鈉、鈣和鉀。它與「熱釋氣分析儀」（TEGA）一道，顯示了碳酸鈣以及微量甲烷的存在，但由於熱與溢出氣體分析儀的設計限制，鳳凰號無法確定機遇號檢測到的硫基礦物[6]。
另請查看
參考文獻
- ^ Head, J.W., Marchant, D.R., and Kreslavsky, M.A., 2008, Formation of gullies on Mars: Link to recent climate history and insulation microenvironments implicate surface water flow origin: PNAS, vol. 105, p. 13258-13263
- ^ 2.0 2.1 Mustard, J.F., Pelkey, S.M., Ehlmann, B.L., Roach, L., et. al, 2008, Hydrated silicate minerals on Mars observed by the Mars Reconnaissance Orbiter CRISM instrument: Nature, Vol. 454, p. 305-309.
- ^ Byrne, S., 2009, The Polar Deposits of Mars: Annual Review Earth Planet Science, vol. 37 p.535-560.
- ^ Morris, R.V., et al., 2004, Mineralogy at Gusev Crater from the Mossbauer Spectrometer on the Spirit Rover: Science, vol. 305, p.833
- ^ Christensen, P.R., et al., 2004, Mineralogy at Meridiani Planum from the Mini-TES Experiment on the Opportunity Rover: Science, vol. 306, p. 1733
- ^ Goetz, W., 2010, Phoenix on Mars: American Scientist, vol. 98, p. 40-47
