香港文匯報訊（記者 姜嘉軒）火星與地球相距最少5,000多萬公里，除了直接派遣太空車作實地探測外，其實也有不同科學方法，讓科學家即使置身萬里之外，都可一探火星究竟。劉嘉成的研究項目，正是在地球找出適合跟火星地表作對比的「風化殼」，利用高光譜遙感技術，分析火星地表物質的分子振動，藉以研究火星古老岩石的礦物學和地球化學特徵。
「我主要研究的火星區域叫Mawrth Vallis（馬沃斯谷），坐標是22.6°N 16.5°W，海拔2,000米左右，處於火星北部低地和南部高地的分界附近，黏土礦物厚度可達150米，而其分布可達數萬平方公里。」劉嘉成介紹指，其研究項目一方面以光譜技術研究馬沃斯谷，另一方面則是要在地球找到足以跟火星地表互相對比的風化殼，「結果我們在海南找到，它跟火星的有兩個相似地方，第一點是它們都是玄武岩，因火星地表主要是玄武岩，所以我們在地球上最好都要找玄武岩。」而「風化殼」是指地質歷史時期曾出露地表的地層，在經過長期風化剝蝕，形成明顯的風化剝蝕帶後，再經過埋藏壓實固結所形成的「殼體」或「殼帶」。
另一要點，是要找很厚的「風化殼」，厚度必須足以跟火星的互相對比，「厚就證明風化時間長，有整個元素跟礦物的演化序列，以便我們研究化學跟礦物在這種風化作用中，從頭到尾的變化過程。」正是通過對海南玄武岩風化殼的研究，團隊建立了表徵鋁含量和鐵含量的光譜參數，以此作為識別風化殼的關鍵指標，再應用到火星之上。
「我們以此去看鋁和鐵在風化殼上面的分布，如果是氧化條件，因鋁和鐵的性質非常相似，它們會在一起；如果是在還原性條件下，鋁跟鐵就會分離，鋁保留下來，二價鐵被『淋濾』走了。」研究團隊正是將火星高光譜遙感數據與實驗室所收集的光譜數據進行詳細對比，結果發現火星地表出露的古老岩石曾經歷過還原性的化學風化，顯示早期火星確實存在過還原性的大氣環境。