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火星发现水先别急着狂欢,毕竟水太咸,而火星表面“太毒”,火星生命会藏在哪里?

编译/西岸 世界科学 2019-06-30

导读:2018年7月25日,意大利罗贝托•奥罗塞(Roberto Orosei)领衔的研究团队在《科学》杂志刊登的一篇文章表明,火星南极冰盖以下存在液态水。在火星南极冰盖底部的极地温度下(约为零下68°C左右)仍然保持液态,这水得有多咸?这种被俗称为“卤水”的水显然对有机生命体并不友好,不适宜一般意义上的生命形态;而火星地表环境又不友好,到哪里去探测有机生命体可能性更大呢?


蓝色的点是非常高反射率的区域——被认为是水


火星高速轨道飞行器在火星的南极上空飞行。彩色编码反应了雷达信号,其中深蓝区反射最强烈,这被解释为是因为存在水引起的。


火星的表面含有一种“有毒的混合物”,这种化学物质可以清除有机生命体。对火星土壤中的多种化合物分析表明,火星表层,即使灰尘都似乎被紫外线消了毒一般。


这一发现对在太阳系的第四块岩石上寻找外星生命有着重要意义,探索生命迹象的任务将不得不深入火星地下寻找。最可能生存的环境可能位于地表以下2到3米的地方,那里的土壤和任何有机生命将可能不受强烈辐射的影响。


“在那个深度上,火星生命可能会存活下来。”爱丁堡大学的天体生物学家詹妮弗•沃兹沃思(Jennifer Adsworth)表示。


这项研究是几年前在火星土壤中发现的强效氧化剂的延伸。40年前,美国宇航局的“海盗登陆者”在测试过程中首次捕捉到了高氯酸盐的迹象,最近得到了美国宇航局的凤凰号和火星探测器“好奇号”的证实。2015年,火星勘测轨道飞行器发现了高氯酸盐的迹象,它们从火星的沟壑和火山口的壁面上渗了出来,甚至呈现出有潮湿感的条纹。


许多科学家怀疑,高氯酸盐会毒害火星上的微生物,但也有理论表示,火星的这些细菌可能会找到一种方法,将这些化学物变成自身可以利用的能源。如果有机生命体能够在高氯酸盐的环境中茁壮成长,那么火星生命就可能会在火星潮湿的地方茁壮成长。


在与爱丁堡的天体生物学家查尔斯•科克勒(Charles Cockell)一起工作时,沃兹沃斯研究了枯草杆菌(Bacillus subtilis)的情况。枯草杆菌是一种常见的土壤细菌,却在太空探测器上发现了它。当它与高氯酸镁混合在一起,并用紫外线照射时,就像在火星上看到的那样:当高氯酸盐出现时,这些细菌死亡的速度是原来的2倍。


进一步的测试发现,紫外线将高氯酸盐分解成其他化学物质,即次氯酸盐和氯酸盐,而这些似乎对细菌产生了破坏作用。


科学家们又进行了另一轮实验,研究了氧化铁和过氧化氢的毒性作用,因为发现这些化合物也存在火星土壤中。这些测试结果给那些火星可能存在微型有机生命体的推论泼了一盆冷水:当土壤中的高氯酸盐、氧化铁和过氧化氢被紫外线照射时,土壤中细菌被杀死的速度比仅使用高氯酸盐的速度快11倍。研究人员在Scientific Reports中写道,星上不适宜居住的原因在于“有毒的氧化剂、氧化铁、高氯酸盐和紫外线照射”。


这些发现意味着,火星表面的潮湿条纹可能不是寻求外星有机生命体的最佳地点。这些带有潮湿感的条纹可能是高氯酸盐密集区,因而这些条纹的位置比周围的土壤还可能更具毒性。


沃兹沃斯说:“就目前的发现而言,并没有排除发现生命的可能性,但这一发现意味着我们应该在火星地下寻找生命,只有在那里,有机生命体才可能避开表面的恶劣辐射环境。


美国宇航局(NASA)艾姆斯研究中心的行星科学家克里斯•麦凯(Chris McKay)认为,这项研究使了解火星表面存在高浓度高氯酸盐的研究“向前迈出了一大步”。从火星探索的角度来看,这一发现既带来好消息也带来坏消息。


从好的方面来说,这意味着任何登陆火星的人身上携带的微生物都将迅速被摧毁,从而减轻人们对那些从地球去火星的人携带污染源的担忧;但坏消息是,我们必须深入挖掘,才能发现早期生命的生物记录。


2020年,欧空局(European Space Agency)计划将其ExoMars探测器送至火星,执行寻找外星生命的任务。漫游者装置了一个可以钻入地下2米的钻头,以获取土壤样品,进而在那里寻找外星生命。


安德鲁•科茨(Andrew Coates)是英国伦敦大学学院的行星科学家,他领衔着ExoMars全景摄影团队。他认为:“这项研究表明火星表面对生命的敌意比想象的要大。再考虑火星表面的太阳辐射和银河粒子辐射环境,寻找生命迹象的工作应该在地表下取样。”


他补充说:“通过ExoMars探测器,我们将在地下2米处进行钻探,以获取和分析样本。这很重要,只有这个深度,有机生命体才能避开有害的紫外线。1米深处,可以回避高氯酸盐这样的氧化剂,1.5深处可以回避太阳和星系的电离辐射。”


资料来源:

Mars covered in toxic chemicals that can wipe out living organisms, tests reveal


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