火星上的生命可能已经消失了
发布时间：2022-11-03 12:00:44 所属栏目：动态 来源：互联网
导读： 自1970年以来，对火星的探索表明：这颗行星的历史似乎比预想的还要有趣。虽然火星现在的环境不适合生命生存，但天文学家通过不断地观测发现 火星曾是一个温暖、潮湿（适宜生存）的星球
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自1970年以来，对火星的探索表明：这颗行星的历史似乎比预想的还要有趣。虽然火星现在的环境不适合生命生存，但天文学家通过不断地观测发现 火星曾是一个温暖、潮湿（适宜生存）的星球，其表面曾有流动的水。亚利桑那大学(UniversityofArizona)主导的一项新研究表明：当地球还是一个处在缓慢冷却的熔岩球的时候，火星却是一个被海洋覆盖的“淡蓝色点”。 团队成员将这些发现发表在《地球与行星科学快报》上，题为《火星水圈中氘富集的原始大气来源研究》。根据多年来火星轨道航天器、着陆器和漫游车收集的证据，天文学家推断：在37到42亿年前，火星开始从一个温暖、潮湿的星球转变为我们今天看到的极寒和干燥的样子。然而，关于液态水在火星表面存在了多久，以及它是间歇性的还是持续性的，仍然没有确切的答案。 好奇号火星车低角度的自拍照，图中展示了它正在对一块名为“鹿皮”的岩石采样的过程。 Credits:NASA/JPL-Caltech/MSSS 为了回答这个问题，天文学家一直试图重建数十亿年前的火星大气层。为此，他们对火星表面进行采样，并分析它们的氘氢比（D/H或2H/1H），或用样品中氘原子数除以正常氢的原子数。通过该手段，天文学家能够随着时间的推移测量火星大气中氢含量的变化。正如Desch教授所说： “种种观测结果指向早期火星上有液态水，而这是一个悖论：当时的太阳比如今要‘暗淡’30%，所以火星上的液态水应该是固态冰才对。与此同时，二氧化碳等温室气体会在早期火星上结冰。这样一来，大气中的氢气将是维持液态水的关键气体。 这也是我们为什么要去分析氘氢比。” 此外，研究表明：如果早期火星的大气稠密且富含氢，那么地表水中氘的含量将是其内部的2到3倍。这就与好奇号采集的西方（Hesperian）粘土样本所显示的结果相吻合，其D/H值约为地球海洋的三倍。 “鹿皮”被好奇号火星车钻探以后留下的小孔 Credits:NASA/JetPropulsionLaboratory,Caltech 近年来，行星科学家们发现，大气中的氢可能对星球的宜居性起到关键作用。如此一来，早期火星的环境或与地球一样适合早期生命。早在45亿年前，一颗名为忒伊亚（Theia）的巨大原行星与地球相撞，也由此诞生了月球。不过那时的地月系统仍被熔岩浆覆盖，而火星拥有稠密的大气层、温暖的环境以及覆盖着蓝色海洋的表面。 不过早期火星上的生命可能已经消失了。乍一听感觉很凄凉，但 这就是地球上时时刻刻正在发生的事情。好在地球上的生命当前还在持续不断地进化着，反观火星却是一片荒芜。 一项新的研究表明，早期的火星可能适合一种在地球极端环境中繁衍生息的生物。它们就是生活在海底热液喷口的产甲烷菌，从环境中摄入大量无机物或有机物并将其转化为化学能，厌氧发酵的副产物甲烷作为废物释放出来。种种迹象表明，早期火星地表以下就有 产甲烷菌存在。 横纵坐标分别代表盐水类型及其冰点温度。橙色刻度代表海拔高度，颜色由白至黑地表冻结的概率由100%降至0。 Credit:SautereyandFerrière2022. 这些微生物会在多孔、含盐的岩石中繁衍生息，这些岩石可以保护它们免受紫外线和宇宙射线的影响。地下环境还将提供充足的空气及适宜的温度，保证产甲烷菌能够长期存活。 研究表明，早期火星与地球在某些方面存在非常大的差异。在地球上，大部分氢都被束缚在水分子中。但火星大气中氢气的含量非常多。氢气可能是产甲烷菌茁壮成长所需的能量源。同时，氢气有着比二氧化碳更显著的温室效应，这将使早期火星的宜居性大大提升。 “虽然火星现在的样子更像是一个被尘埃覆盖的冰原，但我们认为早期火星的平均温度很可能在水的冰点以上。 早期火星是一个带有多孔地壳的岩石行星，地表流淌着液态水，或形成湖泊和河流，或汇聚成海洋。” 好奇号火星车在其任务的第3609个太阳日利用桅杆摄像机拍摄的图像。早期火星上的生命将二氧化碳和氢气作为能源，通过产生甲烷。这些早期的生物生活在地下，远离致命的紫外线辐射和宇宙射线。 Credit:NASA/JPL-Caltech/MSSS/KevinM.Gill. 在地球上，水要么是盐水，要么是淡水。但在火星上，做不做区分或许没有必要。相反，根据火星表面岩石的光谱测量， 火星上所有的水都是咸水。 研究小组通过模拟火星气候、地壳和大气来评估早期火星上的产甲烷菌的生长状况。他们还加入能够氢代谢和碳代谢的微生物对该生态环境进一步地评估。通过上述模型，研究人员得以预测产甲烷菌种群在火星环境下生存的可能性，甚至不同环境下的种群密度也可由此推断出来。 “早期火星的表面仍然非常寒冷，这些微生物必须深入地壳才能继续生存下去，”索特雷说。“那么问题来了，在多深的地下才有适合他们生长的温度和气体含量？通过模拟，我们发现并不需要太深，几百米就行。” 该团队表示，随着时间的推移，产甲烷菌会改变火星大气的化学成分，全球气候将因此变冷，地壳中的咸水会冻结得越来越深。这最终会使火星的表面变得无法居住，产甲烷菌的群落逐渐转移至地表以下，远离寒冷。然而地下风化的孔隙被冰层盖住，空气变得越来越稀薄，产甲烷菌最后会因缺乏能量而灭绝。 寻找火星古代产甲烷菌群落证据的最佳地点分布图，从各方面来看，海拉斯平原都是一个绝佳的探测地点。 Credit:SautereyandFerrière2022. 据研究人员称，海拉斯 平原（HellasPlanitia）是寻找这种早期地下生命证据的最佳地点，因为它目前尚未被冻结。坏消息是，该地区被巨大的沙尘暴笼罩着，并不适合漫游车探索。 2021年的一项研究表明，火星地壳中可能存在氢源，这意味着可以实现氢气的自我补充：地壳中的放射性元素通过辐射分解水分子，进而生成可供产甲烷菌使用的氢气。这个过程将持续数百万、甚至数十亿年。 深碳观测站（DeepCarbonObservatory，DCO）通过观测发现，地球地壳中的生命体所含碳的质量高达全人类的400倍。DCO还发现，深层地下生物圈的体积几乎是全球海洋体积的两倍。我们大胆推测，火星的地壳中是否还存在着生命，以辐射分解产生的氢为食？ 许多学者认为，除了地球之外，火星的地下是太阳系中最有可能孕育生命的地方。（对不起，欧罗巴。）终有一天，我们会找到它们。 （编辑：威海站长网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
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