天文|“好奇”號立功了!火星最新重大發現或與生命有關

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Mars

火 星

據美國國家航空航天局(NASA)官網8日消息,NASA於北京時間6月8日凌晨2點舉行新聞發佈會,宣佈了兩項關於火星的重要發現:“好奇”號漫遊車在火星表面的沉積岩中發現了有機分子,說明火星可能曾存在遠古生命;“好奇”號也發現火星大氣中甲烷濃度存在季節變化,或與現在的火星生命有關。

NASA稱,雖然這些線索未必是火星存在生命的必要證據,但新發現對未來火星表面和地下探索來說,無疑是個好兆頭。與最新研究相關的兩篇論文發表於6月8日出版的《科學》雜誌。

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遠古有機分子現身

NASA官網稱,“好奇”號在蓋爾撞擊坑(Gale Crater)鑽入一塊約30多億年前的沉積岩僅5釐米時,發現了有機分子,此次識別出的一些分子包括噻吩、苯、甲苯、以及丙烷、丁烯等短鏈碳。結果還顯示,有機碳的含量達百萬分之十的數量級,甚至更多,與火星隕石檢測到的有機碳的含量接近,約為此前在火星表面探測到的有機碳含量的100倍。

有機分子由碳、氫組成,可能還包含氧、氮和其他元素。雖然有機分子通常與生命有關,但也可以通過非生物過程產生,並非存在生命的必要指標。

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(圖源:澎湃新聞)

兩篇論文主要作者、NASA戈達德太空飛行中心的珍妮弗·艾根布羅德說:“‘好奇’號尚未確定有機分子的來源,不管這些有機物是遠古生命留下的記錄、是生命的食物、抑或沒有生命也能存在,都能提供與火星環境和演變過程相關的化學線索。”

艾根布羅德還對《科學》雜誌稱,新發現表明,有機分子可以在苛刻的火星表面環境中保存數十億年。

儘管火星表面現在並不宜居,但有明確證據表明,在遙遠的過去,火星氣候使液態水——生命必不可少的成分在地表聚集。“好奇”號火星車提供的數據顯示,數十億年前,蓋爾撞擊坑內的水湖擁有生命所需的所有成分,包括化學構成分子與能源等。

艾根布羅德說:“火星表面暴露於宇宙輻射中。輻射和刺激性化學物質都會使有機物分解,此次能在火星宜居時沉積下來的沉積岩頂端5釐米處發現遠古有機分子,對我們來說是個好兆頭,未來,我們將繼續向下挖掘,進一步揭開火星上有機分子的‘廬山真面目’。歐洲空間局的‘火星太空生物’(ExoMars)漫遊車將向下深挖,一直挖到地下兩米處,有可能挖到未經受嚴重太空輻射的岩石。”

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“好奇號”曾在2016年底因機械故障而停止鑽洞。NASA隨後發明了一種新的鑽洞方法。圖為5月20日,好奇號用新方法成功鑽出的第一個洞,直徑1.6釐米,深約5釐米。(圖源:澎湃新聞)

據悉,為了識別出火星土壤中的有機物,“好奇”號對來自蓋爾隕石坑四處區域的沉積岩(泥岩)進行了取樣。這種泥岩由數十億年前泥沙在古湖底淤積而逐漸形成。岩石樣品由SAM進行分析,SAM使用烤箱將樣品加熱到500攝氏度以上,使有機分子從粉末狀的岩石中釋放出來。

SAM測量了從泥岩樣品中出來的小有機分子——不易蒸發的較大有機分子的碎片。艾根布羅德表示,與輪胎中加入硫可增加耐久度的一樣,這些碎片也因為硫的存在而更加穩定持久。

研究人員稱,2013年,SAM在蓋爾撞擊坑最深處的岩石中檢測到一些含氯有機分子,此次新發現進一步豐富了在火星遠古湖泊沉積物中發現的分子種類,也有助於解釋這些分子為何得以留存至今。

大氣中甲烷濃度季節性變化

在第二篇論文中,科學家描述了在大約3個火星年(約6個地球年)中,火星大氣層中甲烷濃度的季節變化。“好奇”號的火星樣品分析儀(SAM)也檢測到這種變化。

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“好奇號”通過可調諧激光光譜儀(TLS)探測大氣層中的甲烷。(圖源:澎湃新聞)

這些甲烷也許來自水和岩石之間的化學反應,但科學家不能排除甲烷源自生物的可能性。 此前,科學家已經在火星大氣中發現過大量的、以羽狀噴流形式存在的甲烷。但此次新發現表明,蓋爾撞擊坑內所含的少量甲烷,其濃度會在溫暖的夏季月份反覆出現峰值,並在冬季下降,年年如此。

該論文主要作者、NASA噴氣推進實驗室的克里斯·韋伯斯特說:“這是我們首次看到甲烷故事中出現重複的橋段,這要得益於‘好奇’號的長壽,使我們能看到這一季節性變化規律。”

火星大氣中的甲烷一直是科學研究的熱門話題。甲烷無法長時間留存在大氣中。既然火星大氣中始終存在甲烷,就說明一定存在持續不斷的甲烷來源,考慮到地球上甲烷與生物之間的聯繫,科學家必須解開這個火星謎團。

為未來火星探索奠定基礎

此次“好奇”號漫遊車在火星大氣中發現甲烷、在火星地表發現古代碳,讓科學家們的信心大增。他們相信,NASA的“火星2020”(Mars 2020)漫遊車和ExoMars漫遊車還將在火星表面和淺層地表中發現更多有機物。

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NASA和歐空局(ESA)均計劃在2020年左右再發射火星車。(圖源:澎湃新聞)

據悉,“火星2020”將於2020年7月發射升空,主要任務是確定火星環境的可居住性,尋找過去生命的跡象等。ExoMars漫遊車將於2020年7月發射升空,屆時,火星車將到火星表面以下兩米深處,尋找古老的甚至現在仍然存在的微生物。

這些結果也有助科學家進一步釐清,火星是否存在生命這一謎題。NASA“火星探測項目”首席科學家邁克爾·邁耶說:“火星上存在生命嗎?我們不知道,但這些結果告訴我們,我們的方向是正確的。”

NASA科學任務理事會副會長托馬斯·贊布臣說:“火星藉助這些有機分子和甲烷告訴我們,要繼續進行,不斷尋找生命的證據。我相信,我們正在進行的和計劃中的任務,將在紅色星球上獲得更激動人心的發現。”

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