蛇纹石化是指橄榄石和辉石在液态水作用下发生氧化反应,形成蛇纹石的过程。在地球上,蛇纹石化主要发生于海底热液系统及构造活动强烈的边缘环境。生活在这些区域附近的化能自养微生物群落依赖H2和CH4作为营养来源。从热力学角度看,在火星上,蛇纹石化更易发生,因此,蛇纹岩成为原位火星探测的重要天体生物学目标。此外,蛇纹石化产生的无机H2和CH4可能对火星古气候变暖贡献显著。因此,理解蛇纹石化的程度和时间尺度对于研究火星的天体生物学潜力及古气候研究具有重要意义。此外,地球上的蛇纹岩通常富含金属矿物,例如富镍(Ni)和铬(Cr)的矿石,因此蛇纹石也可能成为未来金属资源提取的重要目标。
利用紧凑型火星勘测成像光谱仪(CRISM)数据,科学家已在局部至全球尺度上探测到火星上的蛇纹石。要可靠识别镁蛇纹石,CRISM数据中必须存在特征吸收带,主要位于~1.4、2.12、2.32和2.52 μm处。然而,在CRISM I/F数据中,发现了一个与2.12 μm吸收特征相似的伪影。为了确认2.12 μm吸收特征的情况,研究人员开发了一种称为“辐射比值法”的验证方法。截至目前,仅有六幅CRISM影像通过该方法验证确实包含蛇纹石。
NASA的JPL实验室的研究人员采用动态孔径因子分析与目标变换方法(DAFA/TT),识别并定位CRISM I/F数据中的潜在蛇纹石信号,并进一步利用辐射比值法验证2.12 μm吸收带的存在。基于此,生成了最新全球镁蛇纹石分布图,分析了这些探测点的地质背景、地形年代及其伴生矿物组合,并计算了这些沉积在蛇纹石化过程中可能产生的H2量。