博科园:科学科普-天体生物学类

北京时间6月8日凌晨,NASA召开发布会,公布了“好奇号”探测器在火星岩石和大气中寻找到了可能支持生命存在的新证据。尽管这些证据不一定真的表明火星有生命存在,它们依然为未来对火星表面和内部的探测任务开了一个好头。

“好奇号”带来的新发现是一些稳定的有机分子,这些分子是在火星地表附近,具有30亿年历史的沉积岩中探测到的。与此同时,“好奇号”还探测到了火星大气中甲烷含量的季节性变化。这两项发现分别发表于6月8日的《科学》(Science)上。

这些有机分子包含碳元素和氢元素,同时可能含有氧、氮等其他元素。尽管有机分子与生命联系紧密,它们也可能由非生物反应过程产生,因此有机分子不一定就是生命的代名词。“这些发现告诉我们,我们应该维持火星探测项目并继续寻找生命迹象,”NASA科学委员会的副主任ThomasZurbuchen说,“我坚定地相信,我们目前和未来的火星探测计划将带来更多震撼人心的发现。”

“好奇号’并没有确认有机分子的来源,”NASA戈达德空间飞行中心的科学家JenEigenbrode说,他也是两篇《Science》论文其中一篇的作者,“无论这些有机物是古代生命的遗迹,火星生命的能量来源,或者根本不是由生命产生,它们都忠实地记录了火星的演变过程和现况。”

尽管星表面的环境现已不适合生命生存,早有清晰的证据表明,历史上的火星气候曾可以允许液态水在地表上形成湖泊。“好奇号”的数据表明,著名的盖尔撞击坑(GaleCrater)数十亿年前曾是一个巨大的湖泊,其中包含了生命形成的所有必需原料,例如生命所需的化学元素和能量来源。

“火星表面现在暴露于太空辐射中。辐射和有害化学物质会使有机物分解,”Eigenbrode说,“在离地表5厘米的岩石中发现了有机分子,这意味着这些岩石形成的时候火星的气候可能适合生命形成。这预示着如果我们在未来的任务中钻探更深,可能会寻找到这些有机分子的形成机制。”

季节性甲烷排放

在第二篇论文中,科学家描述了近三个火星年(约等于六个地球年)来,火星大气中甲烷含量的季节性变化。这项探测工作是由“好奇号”上的火星样品分析设备(SAM)完成的。

水和岩石的化学反应可能会产生甲烷,但是科学家们尚不能排除生物反应来源的可能性。之前在火星大气中也探测到了甲烷,但这次新的探测结果显示出一定的周期性,即每年在盖尔撞击坑中,原本较为稀薄的甲烷浓度在温暖的夏季会达到高峰,在冬季会跌落到低谷。

“这是我们首次观测到甲烷浓度的周期性变化,这种现象为我们理解甲烷形成机制提供了切入点,”NASA喷气推进实验室的科学家,第二篇论文的主要作者ChrisWebster说,“这些探测结果的得出,要归功于‘好奇号’的长寿。它的超长工作时间使我们可以观察到火星季节性‘呼吸’的迹象。”

发现有机分子

为了确定火星土壤中存在有机物,“好奇号”在盖尔撞击坑中的四个区域钻探了沉积岩样本。这种沉积岩的学名叫泥岩,是数十亿年前由古代湖底的泥沙逐渐积聚而成的。钻探得来的岩石样本被送到SAM设备中进行分析,具体方法是使用加热炉将岩石样本加热到华氏度(约摄氏度),以释放岩石中的有机物质。随后SAM设备测量泥岩样本中逸出的有机小分子,有机大分子的碎片因其重量,不容易轻易逸出。

Eigenbrode说,一些有机碎片中含有硫元素,类似于含硫添加剂使轮胎更坚韧的机制,岩石中的硫有助于保存这些岩石。探测结果也包括样本中的有机碳含量:不低于十万分之一。这一量级与之前从火星陨石上测得的含量相当,约为此前测得的火星表面有机碳含量的倍。有一些有机分子已被鉴定出来,包括噻吩、苯、甲苯和其他的短链化合物,例如丙烷和丁烯。年,SAM设备曾在盖尔撞击坑最深地区的岩石中探测到了含氯有机物。

今年的最新发现增加了在火星沉积岩中发现的有机物种类,并且有助于解释它们为何得以保存。这两项发现使得科学家对NASA的探测计划和欧洲宇航局(ESA)的ExoMars计划充满信心。这两个计划都将探测点放在火星地表和近地表的沉积岩中。这些结果也将启发科学家们继续寻找“火星是否存在生命”这个问题的答案。“火星上究竟有没有存在过生命?”NASA火星探测项目的首席科学家MichaelMeyer问道,“我们不知道,但这些探测结果告诉我们,我们正走在正确的道路上。”

博科园-科学科普|来源:NASA喷气推进实验室|来自:环球科学ScientificAmerican/huanqiukexue



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