火星的紅色長久以來被認為來自氧化鐵（鐵鏽），其形成機制則與火星早期的水與岩石作用有關。然而，最新研究顯示，火星的紅色更可能來自水鐵礦（ferrihydrite），這是一種需要液態水才能形成的含水氧化鐵。這項研究顛覆了先前認為火星表面在數十億年前變乾後才開始氧化的觀點，意味著火星的「鏽蝕」發生得更早，且當時可能仍有適合生命生存的環境。研究團隊透過國際探測任務的資料，結合實驗室模擬，首次提供了水鐵礦存在的直接證據。未來，隨著 NASA「毅力號（Perseverance）」探測車收集的樣本返回地球，科學家將能進一步驗證這一發現，深入瞭解火星的水文歷史與潛在適居性。
水鐵礦通常在冷水環境中迅速形成，這意味著它必定是在火星仍有液態水時產生的。即便經過數十億年的風化與散佈，它仍保留了水的特徵，顯示火星的鏽蝕可能比先前認為的時間更早。研究團隊在實驗室中模擬火星塵埃，測試不同氧化鐵的組合，結果發現水鐵礦與玄武岩的混合物最符合探測器在火星上觀測到的礦物組成。他們將樣本粉碎至與火星塵埃相當的極細顆粒（約人類頭髮直徑的 1/100），並利用與火星探測器相同的分析技術進行對比，最終確認水鐵礦與火星塵埃的光譜特徵最為吻合。
這一發現為火星的氣候演化與潛在適居性提供了新的線索。與通常在乾燥、高溫環境下形成的赤鐵礦（hematite）不同，水鐵礦的形成需要冷水環境，顯示火星可能比我們先前認為的更長時間維持適合液態水存在的條件，進一步支援火星曾有適居環境的可能性。我們想要理解的不僅是火星過去的氣候，還包括其化學過程，以及這些條件是否可能孕育生命。而這項研究表明，水鐵礦的形成需要氧氣和水的共同作用，這與當今火星寒冷乾燥的環境大相逕庭。要確定這一發現，仍需火星樣本的直接分析。NASA「毅力號」探測車已收集部分含塵埃的樣本，等待未來的火星樣本返回任務將其帶回地球。一旦科學家能夠直接分析這些樣本，就能確定水鐵礦的含量，進一步釐清火星水環境的歷史，甚至可能提供有關生命存在的證據。這項研究開啟了一扇通往火星過去的視窗，讓我們得以回溯這顆紅色行星的環境變遷與潛在生命可能性。這項研究發表於《Nature Communications》（Valantinas et al. 2025）。（編譯 / 段皓元）
圖說：火星表面的紅色來自 46 億年間的鏽蝕與風化作用。早期，岩石中的鐵與氧氣和水反應形成鐵鏽，並沉積於曾覆蓋火星的河流、湖泊與海洋之中。隨著火星乾涸，這些富含鐵鏽的岩石經過風化作用被分解為細小塵埃，並在強風作用下遍佈星球表面，使火星逐漸轉為紅色。最新的研究顯示，這些塵埃仍保留當初形成時的水環境特徵。
資料來源：NASA/JPL
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