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美国宇航局发现火星上的古代有机物质,神秘的甲烷

06-14 10:23  来源:NASA  阅读:498

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美国国家航空航天局好奇号火星漫游车的这种低角度自画像将车辆展示在可到达的地点
美国国家航空航天局好奇号火星漫游者的这张低角度自画像显示了车辆到达的位置,并从下面钻进夏普山下的名为“鹿皮”的岩石目标。
学分:NASA / JPL-Caltech / MSSS

美国宇航局的好奇号探测器在火星岩石上发现了新的证据,表明这个星球可以支持古代生命,并且在火星大气层中提供了新的证据,与在红色星球上寻找当前生命有关。虽然未必是生命本身的证据,但这些发现对未来探索地球表面和地下的任务来说是一个好兆头。


新发现 - 在地表附近有30亿年历史的沉积岩中的“强”有机分子,以及大气中甲烷含量的季节变化 - 出现在6月8日的“科学”杂志上。


有机分子含有碳和氢,还可以包含氧,氮和其他元素。虽然通常与生命有关,但有机分子也可以通过非生物过程创造,并不一定是生命的指标。 


“凭借这些新发现,火星告诉我们要坚持这一过程,并不断寻找生命的证据,”华盛顿NASA总部科学任务局副局长Thomas Zurbuchen说。“我相信,我们正在进行的和计划中的任务将会打开红色星球上更激动人心的发现。”


“好奇心尚未确定有机分子的来源,”美国宇航局戈达德太空飞行中心在马里兰州格林贝尔特的Jen Eigenbrode说,他是两篇新科学论文之一的主要作者。“无论它是否拥有古代生活的记录,是生命的食物,还是在没有生命的情况下都存在,火星物质中的有机物质为行星条件和过程提供了化学线索。”


尽管今天火星表面不适宜,但有明确的证据表明,在遥远的过去,火星气候使得液态水 - 我们所知道的生命中必不可少的成分 - 在地表聚集。来自好奇心的数据显示,数十亿年前,大风陨石坑内的水湖  拥有生命所需的所有成分,包括化学积木和能源。 


“火星表面暴露于太空的辐射。Eigenbrode说:“辐射和苛刻的化学物质都会分解有机物质。“在火星可能适合居住的前五厘米的岩石中发现古老的有机分子,预示着我们能够深入了解火星上有机分子的故事,并展现未来的使命。”


季节性甲烷释放


在第二篇论文中,科学家们描述了在接近三个火星年的过程中,火星大气层中甲烷的季节变化的发现,这个年份几乎是六个地球年。好奇号的火星样品分析(SAM)仪器套件检测到这种变化。 


水岩化学可能产生了甲烷,但科学家不能排除生物起源的可能性。之前在火星的大气中发现了大量不可预测的羽流。这一新的结果表明,盖尔陨石坑内的甲烷含量低,在温暖的夏季月份反复出现峰值,并在冬季每年下降。


“这是我们第一次看到甲烷故事中可重复的东西,所以它为我们理解它提供了一个手段,”美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的加利福尼亚州帕萨迪纳市的克里斯韦伯斯特说,第二篇论文的第一作者。“由于好奇号的长寿,这一切都是可能的,长时间的使我们能够看到这个季节性”呼吸“中的模式。” 


寻找有机分子


为了识别火星土壤中的有机物质,好奇心钻入了Gale Crater四个地区的称为泥岩的沉积岩。这个泥岩是在几十亿年前由于古湖底淤积而逐渐形成的。岩石样品由SAM进行分析,SAM使用烤箱加热样品(超过900华氏度或500摄氏度)以从粉末状岩石释放有机分子。


SAM测量了从泥岩样品中出来的小有机分子 - 不易蒸发的较大有机分子的碎片。根据Eigenbrode的说法,这些碎片中的一些含有硫,这可能有助于保护它们,就像使用硫磺来使汽车轮胎更耐用一样。


结果还表明有机碳浓度在百万分之10或更多的数量级。这与火星陨石观测到的数量接近,比火星表面上先前检测到的有机碳高出约100倍。一些识别的分子包括噻吩,苯,甲苯和小碳链,如丙烷或丁烯。


2013年,SAM在火山口最深处的岩石中检测到一些含有氯的有机分子。这一新发现建立在火星上古代湖泊沉积物中检测到的分子清单上,并有助于解释为什么它们被保存。


在大气层中发现甲烷和地表上保存的古代碳可以让科学家相信  美国宇航局的“火星2020”探测车和欧空局的欧洲航天局的  ExoMars漫游车将在地表和浅层地下发现更多的有机物。 


这些结果也为科学家的决定提供了信息,因为他们正在努力寻找有关火星生命可能性问题的答案。 


美国宇航局火星探测计划首席科学家迈克尔迈耶说:“火星上有生命迹象吗?” “我们不知道,但这些结果告诉我们,我们正在走上正轨。”


这项工作是由美国国家航空航天局的火星探测计划资助的,该计划为该机构在华盛顿的科学任务局(SMD)提供资金。戈达德提供了SAM仪器。JPL建造了漫游者并管理SMD项目。


有关调查结果的视频和图像,请访问:


https://www.nasa.gov/mediaresources


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