形成碳酸鹽的途徑包括四個步驟:1)氣態物質從鹵素和/或高氯酸鹽中釋放出來；2)發生大氣電離或離解；3)游離物質(CO2+、CO+)和不同氧化劑之間發生氣相反應，塵埃產生不同的事件碳酸鹽物質；4)碳酸鹽沉積在火星表面物質上。Credit: Science China Press
（神秘的期間氣體地球uux.cn）據美國物理學家組織網（by Science China Press）：由中國山東大學傅曉輝博士和吳忠臣博士領導的聯合研究小組在模擬實驗研究的基礎上提出了火星塵埃活動中新的碳酸鹽形成機制。
碳酸鹽是固體地球上水過程的一般產物。對于火星來說，碳酸碳酸鹽礦物被認為是形成早期高密度二氧化碳大氣的匯。軌道光譜調查已經在火星表面幾個孤立的火星地方發現了碳酸鹽。軌道飛行器和漫游者都在現代全球塵埃中發現了微量的塵埃碳酸鹽。
然而，事件它們的期間氣體來源和形成機制仍不清楚。該小組假設碳酸鹽可以在火星塵埃活動期間通過電化學過程在富含CO2的固體大氣中直接形成。
為了測試這一點，碳酸他們模擬了類似火星大氣條件下的形成靜電放電(ESD)。在火星塵埃中發現的火星各種礦物(硅酸鹽、鈣硫酸鹽、鹵素礦物和(過)氯酸鹽)暴露在火星室內的靜電放電過程中。在以鹵化物(NaCl、MgCl2、NaBr)和(過)氯酸鹽(NaClO3、NaClO4)作為起始礦物的ESD反應過程中，通過拉曼和中紅外光譜鑒定了新生成的碳酸鹽。
基于模擬實驗，他們提出了塵埃活動期間的氣固非均相電化學反應，作為火星碳酸鹽形成的新機制。“火星上碳酸鹽露頭的形成和稀少至今仍是個謎。與傳統的碳酸鹽形成機制不同，火星塵埃活動中ESD誘導的固氣相互作用與液態水無關，”傅說。
塵埃活動產生的電化學過程可以從火星大氣中清除大量的二氧化碳氣體，并在地質時標內儲存起來。至少從亞馬遜河流域早期到現在，火星大氣中的二氧化碳似乎已經固化為碳酸鹽。“這些令人興奮的新結果增加了越來越多的證據，即至少從亞馬遜河早期到現在的火星上，大氣CO2被固化為碳酸鹽，”吳說。
亞馬遜時代火星塵埃活動封存的CO2總量是根據ESD實驗的碳酸鹽產量估算的，在過去的3.0 Ga中，火星塵埃活動可能將約0.56 mbar的CO2轉化為碳酸鹽。
火星塵埃活動在現今的火星上頻繁發生。它們持續很長時間，覆蓋了火星的大部分地區。這項研究進一步表明，火星表面和大氣之間仍然存在活躍的化學相互作用。火星的塵埃活動在當今火星的火星大氣和碳/氯循環的演變中起著關鍵作用。
這篇論文發表在《國家科學評論》雜志上。

(責任編輯：探索)