火星土壤-大气界面的卤素分布与迁移循环研究获进展火星土壤是火星壳与火星大气

火星土壤是火星壳与火星大气相互作用的关键带，记录了火星表面复杂的地质环境过程。火星就位探测任务获得了火星不同着陆区中土壤、尘埃、沙丘、岩石等地质目标中的溴（Br）、氯（Cl）、硫（S）含量数据。但这些元素主要以什么形式存在，指示着怎样的环境演化过程，仍需进一步限定。
中国科学院地球化学研究所月球与行星科学中心副研究员赵宇鴳与美国、加拿大和斯里兰卡的学者开展合作研究，对火星三个着陆点（盖尔撞击坑、古谢夫撞击坑和子午线高原）的Br、Cl和S数据开展统计分析，并将火星土壤中的Br、Cl分布趋势置于地球海水蒸发体系和火星模拟蒸发实验的框架内，以理解火星土壤中的Br、Cl行为及控制因素。研究表明，地球海水蒸发体系中Br/Cl比值的变化主要受卤盐沉淀影响， Br在绝大部分卤盐沉淀时表现为在溶液中富集的倾向性。即使盐溶液中初始Br含量较高（死海）或酸性较强（火山湖；初始pH 研究还发现，火星土壤中的Br、Cl、S受区域水活动影响，并受到土壤—大气相互作用的控制。在光化学作用下，火星表壤中Br相对于Cl和S优先挥发，形成活跃的Br氧化还原循环（图2）。在半干旱至极干旱的现代火星环境中，卤素的氧化还原循环比在地球表面更显著，极大增强了火星表层的化学活性。
研究发表在Journal of Geophysical Research: Planets上。研究工作得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金面上项目，地化所重点部署项目及中科院“西部之光”项目等的资助。

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图1.火星土壤、地球海水蒸发体系及蒸发模拟实验框架中的卤素行为

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图2.火星表面卤素地球化学循环示意图
来源：中国科学院地球化学研究所
【火星土壤-大气界面的卤素分布与迁移循环研究获进展】来源：中科院之声