一直以来，火星都吸引着科学家和公众的密切关注。众所周知，它有着一个红色的外观，在夜空中易于辨认。但究竟是什么赋予了火星这标志性的色彩？
过去几十年，得益于众多火星探测任务，天文学家已经确认，火星的红色来自其尘埃中的氧化铁，即“锈化”的铁矿物。换句话说，火星岩石中的铁在某个时间点与液态水或空气中的水和氧气发生了反应，形成了类似于地球上铁锈的物质。随后，这些氧化铁经历了数十亿年的风化和分解，变成极细的尘埃，并在火星的强风作用下扩散至全球，这一过程至今仍在持续。
然而，氧化铁并非单一物质，而是由不同类型的矿物组成。因此，火星尘埃的确切化学成分一直存在争议。过去，科学家们普遍认为，火星表面的氧化铁主要是赤铁矿，并推测它是在火星早期的湿润时期结束后，在干燥的表面环境下经过数十亿年的大气化学反应逐渐形成的。
然而，一项新发表在《自然·通讯》上的研究对这一传统观点提出了挑战。研究团队综合分析了来自火星轨道器、探测车以及实验室模拟实验的数据，发现火星红色尘埃的真正来源可能是富含水的铁矿物——水铁矿，而非赤铁矿。
新的证据
在这项研究中，科学家们分析了多项火星探测任务的数据，包括火星勘测轨道飞行器（MRO）、火星快车号和痕量气体轨道器（TGO），以及好奇号、探路者号、和机遇号等探测车的地面测量数据。这些探测器搭载的仪器提供了火星尘埃的详细光谱数据，使科学家能够深入研究其矿物成分。
随后，研究团队在实验室中模拟了火星环境，测试光与不同矿物颗粒的相互作用。他们尝试使用不同类型的氧化铁复现火星尘埃。由于火星尘埃颗粒极为微小，为了获得准确的测量结果，研究人员利用先进的研磨设备调整了矿物颗粒的大小，使其与火星尘埃的尺度相匹配。
实验室制造的“火星尘埃”，并测试了光如何与水铁矿颗粒和其他矿物相互作用。（图/A.Valantinas）
实验结果表明，当水铁矿与玄武岩（一种火山岩）混合并粉碎至亚微米级时，其光谱特征与火星表面的观测数据高度一致。这一发现提供了有力证据，支持水铁矿在火星尘埃中的广泛存在，并进一步表明，火星的红色可能源于富水环境下形成的矿物。
水铁矿的特殊性
在地球上，水铁矿常见于火山岩和火山灰的风化过程中。与通常在温暖、干燥环境下形成的赤铁矿不同，水铁矿的形成需要冷水环境。这意味着，它的存在表明火星的氧化过程发生在其表面仍然有水的时期。
尽管水铁矿在漫长的地质历史中可能已经被风化并扩散至整个火星，但它仍然保留着水的化学特征。这为火星过去更为湿润、甚至具备宜居性的可能性提供了重要线索。研究人员推测，数十亿年前，火星可能曾拥有一个能维持液态水（生命基本要素）的环境，随后才逐渐从湿润环境转变为如今的干燥荒漠。
未来探索
这项研究为探索火星的过去打开了新的大门。然而，研究人员也意识到，要彻底验证这一结论，仍然需要等待火星样本被送回地球进行深入分析。
研究人员表示，他们正迫切期待即将到来的火星任务，例如罗莎琳德·富兰克林号火星车和火星采样返回任务。这些任务将使科学家能够更深入地探索火星为何呈现红色。目前，毅力号探测器已收集了一些火星样本，其中包括尘埃。当这些珍贵的样本未来将被送回地球，科学家们将能精准测量火星尘埃中水铁矿的含量，并进一步分析这对理解火星水资源历史及生命可能性的意义。
然而，在样本回到地球之前，火星红色的真正成因仍然笼罩在神秘之中。这颗遥远的星球，依然让人惊叹，也让人困惑。
#参考来源：
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
#图片来源：
封面图&首图：NASA/JPL
