火星巖石中的強(qiáng)碳信號(hào)是否表明可能存在生物活動(dòng)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：據(jù)我們所知，碳是巖石生命的關(guān)鍵。因此，強(qiáng)碳云南怎么找紅燈區(qū)【電話微信192=1819=1410提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)只要我們?cè)诨鹦沁@樣的信號(hào)地方檢測(cè)到強(qiáng)烈的碳信號(hào)那么就可能表明有生物活動(dòng)。那么火星巖石中的否表強(qiáng)碳信號(hào)是否表明有某種類型的生物過(guò)程？
當(dāng)在尋找生命的時(shí)候，任何強(qiáng)的生物碳信號(hào)都是耐人尋味的。它是火星活動(dòng)我們所知的所有生命形式中的一種常見(jiàn)元素。但有不同類型的巖石碳，并且碳可能因?yàn)槠渌蛟诃h(huán)境中變得集中。強(qiáng)碳這并不自動(dòng)意味著生命涉及碳的信號(hào)特征。
碳原子總是否表有六個(gè)質(zhì)子，但中子的生物數(shù)量可以不同。具有不同中子數(shù)的火星活動(dòng)碳原子被稱為同位素。有三種碳同位素自然出現(xiàn)。巖石C12和C13是強(qiáng)碳穩(wěn)定的，而C14是一種放射性核素。C12有六個(gè)中子，C13有七個(gè)中子，而C14有八個(gè)中子。云南怎么找紅燈區(qū)【電話微信192=1819=1410提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)
當(dāng)涉及到碳同位素時(shí)，生命更喜歡C12。它們?cè)诠夂献饔弥惺褂盟蛴脕?lái)代謝食物。原因相對(duì)簡(jiǎn)單。C12比C13少一個(gè)中子，這意味著當(dāng)它跟其他原子結(jié)合成分子時(shí)，在同樣的情況下，它的連接數(shù)比C13要少。生命本質(zhì)上是懶惰的，它總是會(huì)尋求最簡(jiǎn)單的方法來(lái)做事情。C12更容易使用，因?yàn)樗纬傻逆I比C13少，它比C13更容易得到，而且當(dāng)有更容易的方法時(shí)生命永遠(yuǎn)不會(huì)采取困難的方法。
好奇號(hào)探測(cè)器正在火星的Gale環(huán)形山努力工作以尋找生命的跡象。它鉆進(jìn)巖石、提取粉碎的樣本并將其放入其機(jī)載化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。好奇號(hào)的實(shí)驗(yàn)室被稱為SAM。在SAM中，火星車使用熱解法來(lái)烘烤樣品，然后將巖石中的碳轉(zhuǎn)化為甲烷。熱解是在惰性氦氣流中進(jìn)行的，這樣可以起到防止發(fā)生任何污染的情況發(fā)生。隨后，它會(huì)用一個(gè)名為可調(diào)諧激光光譜儀(TLS)的儀器探測(cè)氣體來(lái)尋找甲烷中的碳同位素。
好奇號(hào)SAM背后的團(tuán)隊(duì)用這種方法觀察了24個(gè)巖石樣本，最近它發(fā)現(xiàn)了一些值得注意的事情。其中6個(gè)樣本顯示出C12和C13的比例升高。跟地球上的C12/C13比率參考標(biāo)準(zhǔn)相比，來(lái)自這六個(gè)地點(diǎn)的樣本中C12的含量多出千分之七十以上。在地球上，98.93%的碳為C12，而C13形成了剩下的1.07%。
發(fā)表在《PNAS》上的一項(xiàng)新研究提出了這些發(fā)現(xiàn)。它的標(biāo)題是 《Depleted carbon isotope compositions observed at Gale crater, Mars》，第一作者為來(lái)自賓夕法尼亞州立大學(xué)的好奇號(hào)科學(xué)家Christopher House。
這是一個(gè)令人興奮的發(fā)現(xiàn)，如果這些結(jié)果是在地球上獲得的，它們將預(yù)示著一個(gè)生物過(guò)程產(chǎn)生了大量的C12。
在古代地球上，地表細(xì)菌產(chǎn)生甲烷作為副產(chǎn)品。它們被稱為甲烷菌，它們是來(lái)自古細(xì)菌領(lǐng)域的原核生物。今天，甲烷菌仍存在于地球上--在缺氧的濕地、反芻動(dòng)物的消化道以及像溫泉這樣的極端環(huán)境中。
這些細(xì)菌產(chǎn)生的甲烷會(huì)進(jìn)入大氣層，然后跟紫外線發(fā)生作用。這些相互作用產(chǎn)生了更復(fù)雜的分子并雨點(diǎn)般地落在地球表面。它們和它們的碳特征一起被保存在地球巖石中。同樣的事情可能發(fā)生在火星上，如果是這樣，它可以解釋好奇號(hào)的發(fā)現(xiàn)。
“我們?cè)诨鹦巧习l(fā)現(xiàn)了一些令人感興趣的東西，但我們真的需要更多的證據(jù)來(lái)說(shuō)明我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了生命，”好奇號(hào)火星實(shí)驗(yàn)室樣品分析的前首席調(diào)查員Paul Mahaffy說(shuō)道，“因此，我們正在研究，如果不是生命，還有什么可能造成我們所看到的碳特征。”
研究人員們?cè)谒麄兊恼撐闹械溃骸皩?duì)于在進(jìn)化的甲烷中觀察到的異常貧化的13C，有多種合理的解釋，但沒(méi)有進(jìn)一步的研究就無(wú)法接受單一的解釋。”
理解像這樣的碳信號(hào)的困難之一是我們所謂的地球偏見(jiàn)。科學(xué)家對(duì)大氣化學(xué)和相關(guān)事物的了解大多是基于地球的。因此，當(dāng)涉及到火星上這個(gè)新發(fā)現(xiàn)的碳特征時(shí)，科學(xué)家們會(huì)發(fā)現(xiàn)要保持他們的思想開(kāi)放并接受火星上可能不存在的新的可能性則成為了一個(gè)挑戰(zhàn)。
參與碳研究的戈達(dá)德天體生物學(xué)家Jennifer L. Eigenbrode指出：“最困難的事情是放下地球、放下我們的那種偏見(jiàn)，真正嘗試去了解火星上的化學(xué)、物理和環(huán)境過(guò)程的基本原理。”此前，Eigenbrode曾帶領(lǐng)好奇號(hào)科學(xué)家組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)在火星表面發(fā)現(xiàn)了無(wú)數(shù)的有機(jī)分子--含有碳的分子。
“我們需要打開(kāi)思路，跳出框框，”Eigenbrode說(shuō)道，“而這正是這篇論文所做的。”
研究人員在他們的論文中指出了對(duì)不尋常的碳特征的兩種非生物解釋。其中一個(gè)涉及到分子云。分子云假說(shuō)指出，我們的太陽(yáng)系在數(shù)億年前經(jīng)過(guò)了一個(gè)分子云。這是一個(gè)罕見(jiàn)的事件，但它約每1億年發(fā)生一次，所以科學(xué)家們不能不去考慮它。
分子云主要是分子氫，但其中可能富含好奇號(hào)在Gale環(huán)形山探測(cè)到的那種較輕的碳。分子云會(huì)導(dǎo)致火星急劇冷卻，在這種情況下導(dǎo)致冰川運(yùn)動(dòng)。冷卻和冰川會(huì)阻止分子云中的輕質(zhì)碳跟火星上的其他碳混合從而形成高濃度的C12沉積。該論文指出--“冰川期的冰川融化和冰川期后的冰川退縮應(yīng)該在冰川地貌表面留下星際塵埃顆粒。”
這個(gè)假設(shè)是合理的，因?yàn)楹闷嫣?hào)在山脊的頂部發(fā)現(xiàn)了一些升高的C12含量--如Vera Rubin山脊的頂部和Gale環(huán)形山的其他高點(diǎn)。論文指出，這些樣本是從各種巖性中收集到的，另外在時(shí)間上分布在迄今為止的任務(wù)操作中。盡管如此，分子云假說(shuō)是一個(gè)不太可能的事件鏈。
另一個(gè)非生物假說(shuō)則涉及紫外線。火星大氣中95%以上是二氧化碳，在這種情況下，紫外線會(huì)跟火星大氣中的二氧化碳?xì)怏w發(fā)生作用從而產(chǎn)生新的含碳分子。這些分子會(huì)落在火星的表面并成為那里的巖石的一部分。這個(gè)假說(shuō)類似于地球上甲烷菌間接產(chǎn)生C12的方式，但它完全是非生物的。
“這三種解釋都符合數(shù)據(jù)，”論文的第一作者Christopher House說(shuō)道，“我們只是需要更多的數(shù)據(jù)來(lái)排除它們。”
“在地球上，會(huì)產(chǎn)生我們?cè)诨鹦巧咸綔y(cè)到的碳信號(hào)的過(guò)程是生物性的，”House補(bǔ)充道，“我們必須了解同樣的解釋是否適用于火星或是否有其他解釋，因?yàn)榛鹦欠浅２煌！?br>幾乎一半的好奇號(hào)樣品的C12含量意外地升高了。它們不僅高于地球的比例，也高于科學(xué)家在火星隕石和火星大氣中發(fā)現(xiàn)的比例。這些樣本來(lái)自Gale環(huán)形山的五個(gè)地方，所有的地方都有一個(gè)共同點(diǎn)：它們有古老的、保存良好的表面。
不過(guò)科學(xué)家們?nèi)栽趯W(xué)習(xí)火星的碳循環(huán)，并且有很多我們?nèi)匀灰粺o(wú)所知。根據(jù)地球的碳循環(huán)對(duì)火星的碳循環(huán)做出假設(shè)是很誘人的。但碳可能以我們甚至還沒(méi)有猜到的方式在火星上循環(huán)。無(wú)論這種碳特征最終是否成為生命的信號(hào)，在了解火星的碳特征時(shí)它仍是寶貴的知識(shí)。
“界定火星上的碳循環(huán)絕對(duì)是試圖了解生命如何融入該循環(huán)的關(guān)鍵，”駐華盛頓特區(qū)卡內(nèi)基科學(xué)研究所的好奇號(hào)科學(xué)家Andrew Steele說(shuō)道，“我們已經(jīng)在地球上真正成功地做到了這一點(diǎn)，但我們剛剛開(kāi)始為火星界定該循環(huán)。”
但根據(jù)地球的碳循環(huán)得出火星的結(jié)論并不容易。Steele清楚地表明了這一點(diǎn)--“地球上的碳循環(huán)有一大塊涉及到生命，并且由于生命的存在，地球上的碳循環(huán)有一大塊我們無(wú)法理解，因?yàn)槲覀兯吹降娜魏蔚胤蕉加猩！?br>眼下，好奇號(hào)仍在火星上工作，并且還將持續(xù)一段時(shí)間。這些樣本的意義以及對(duì)火星碳循環(huán)的更好理解就在前方。好奇號(hào)將對(duì)更多的巖石進(jìn)行采樣以測(cè)量碳同位素的濃度。它將從其他保存完好的古代表面取樣巖石看看結(jié)果是否與這些相似。理想情況下，它將會(huì)遇到另一個(gè)甲烷羽流并對(duì)其進(jìn)行采樣，但這些事件是不可預(yù)測(cè)的并且也沒(méi)有辦法為其做好準(zhǔn)備。
不管怎樣，這些結(jié)果將有助于為毅力號(hào)在Jezero火山口的樣品采集提供信息。毅力號(hào)可能會(huì)確認(rèn)類似的碳信號(hào)，甚至確定它們是否是生物信號(hào)。
實(shí)際上，毅力號(hào)也在收集樣本以送回地球。科學(xué)家們將比火星車上的實(shí)驗(yàn)室更有效地研究這些樣本。
對(duì)火星古代生命的研究是一個(gè)誘人的前景，但至少現(xiàn)在，它仍是不確定的。
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