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NASA重大發現:好奇號取得實地樣本,火星上存在生命所需有機成分

北京時間6月8日凌晨2點,美國宇航局(NASA)舉行新聞發布會,宣布了關於火星的重大發現:好奇號探測器在火星岩石中發現的新證據,揭示這一紅色星球可能曾為遠古生命提供支持。而火星大氣中也出現了與尋找現存生命有關的證據。

雖然這不能說是生命存在的直接證據,但這些發現對未來火星表面和地下探索任務來說是一個好的開始。目前,相關論文已同時發表在頂級學術期刊《科學》上。

有機分子一般含有碳和氫,還可能包含氧、氮和其他元素。通常,這與生命有關。不過有機分子也可能是通過非生物過程創造而成,不好說它必定是生命的標誌物。

NASA總部科學任務局托馬斯·楚布根教授介紹:「這些新發現意味著,火星正在告訴我們要堅持這樣的搜索過程,不斷尋找生命的證據。我相信,正在進行的和未來計劃中的任務將會帶來關於紅色星球更激動人心的發現。」

目前,好奇號尚未確定有機分子的來源。作為兩篇最新論文的主要作者,來自美國宇航局戈達德太空飛行中心的Jen Eigenbrode表示,無論這是否包含著遠古生命的記錄,它們是生命的食物,或者在沒有生命的環境下存在過,火星物質中的有機物質都為行星環境和變化過程提供了重要化學線索。

儘管當今火星的表面並不宜居,但有明確證據表明,在遙遠的過去,火星氣候曾使液態水在地表聚集,而這無疑是生命中必不可少的成分。好奇心號所採集的數據顯示,數十億年前,蓋爾環形山(蓋爾隕石坑)內的湖泊擁有生命所必需的所有成分,包括化學成分和能量源。

「火星表面暴露在宇宙輻射下。輻射和嚴酷的化學作用都會使有機物質分解。然而在火星表層5厘米的岩石中發現了古老的有機分子,這預示著我們能夠深入了解火星上有機分子的更多故事,進一步邁向未來的探索使命。」


季節性的甲烷釋放

根據科學家在論文中的描述,在大約3個火星年的時間中(相當於地球的6年),火星大氣層中出現了甲烷的季節性變化。分析由好奇號的火星樣品分析(SAM)儀器套件檢測得來。

研究表明,水岩化學作用可能產生了甲烷,但科學家不能排除生物源頭的可能性。此前在火星大氣中發現過大量不可預測的甲烷羽流。而最新結果表明,蓋爾隕石坑內存在較低含量的甲烷。它在溫暖的夏季月份出現峰值,並在每年冬季下降,如此反覆。

這是NASA第一次發現關於甲烷的可重複現象,而這為進一步理解火星環境打開了一扇窗戶。由於好奇號的服役年限較長,這一切都是可能實現的。這種長時間的觀測將使我們能夠在這種季節性的火星「呼吸」中找到規律。


尋找有機分子

為了識別火星土壤中的有機物質,好奇號在蓋爾隕石坑內四個沉積岩地區(泥岩)進行了鑽孔勘察。幾十億年前,由於遠古湖底淤泥的積累,泥岩逐漸形成。岩石樣品由SAM進行分析,加熱到超過500攝氏度後,粉末狀的岩石釋放出了有機分子。

這些有機分子碎片較大,不易揮發。經過SAM的檢測,部分碎片中含有硫,這可能起到了保護作用。就像我們在汽車輪胎中加入硫,使其更為耐用一樣。

分析結果還表明,有機碳的濃度大約處在百萬分之十或更高的數量級。這與火星隕石中發現的含量接近,而且比先前在火星表面檢測到的有機碳含量高出約100倍。另外,好奇號上的儀器還識別出了噻吩、苯、甲苯和一些小碳鏈分子,如丙烷或丁烯。

2013年,SAM曾在環形山最深處的岩石中檢測到一些含有氯的有機分子。現在的新發現則為火星古代湖泊沉積物分子成分增添了新的內容,並有助於解釋為什麼它們能夠保存下來。

無疑,科學家們正在努力尋找有關火星生命可能性的一切線索。而大氣層中發現的甲烷,以及地表岩石中保存的古代碳成分,讓人們相信美國宇航局(NASA)的「火星2020」探測車和歐洲航天局(ESA)的ExoMars漫遊車將在未來為我們帶來更多驚喜。

火星上真的有生命存在過嗎?現在也許還無法斷言。但那裡存在著生命的必需成分,而人類對紅色星球的探索也已經走上正軌。

國家地理火星零距離:好奇號火星探索全記錄

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