甲烷的秘密,在“好奇号”上,我们发现了什么?

在火星上发现有机分子和季节性甲烷的更多细节。 这是一幅火星上the Valles Marineris

在火星上发现有机分子和季节性甲烷的更多细节。

这是一幅火星上the Valles Marineris的3D图像。生命曾经在它的表面上存在过吗,现在仍然存在吗?

美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”火星探测器发现了一些科学证据,在古老的湖床沉积物中发现了有机分子-生命的基石-的确凿证据。它还发现了火星大气中甲烷含量的变化模式,甲烷是另一种常与生命有关的化学物质。

有机化学物质是一种以碳、氢为主的物质,通常还含有氧和氮等其他元素。甲烷是最简单的化学物质,它的的分子式是CH4。

这两项发现都不能证明火星曾经有过生命。但是它们已经足够重要了,以至于荷兰乌得勒支大学的天体生物学家Inge Loes ten Kate教授称这两项研究都是“天体生物学的突破”,尽管她并没有参与这两项研究。

“我们在一个古老的湖床岩石中发现了有机物,”Jen Eigenbrode说,她是天体生物学家,来自NASA在美国马里兰州格林贝尔特的戈达德太空飞行中心,同时,她也是岩石研究小组的主要作者。“这些有机物可能来自生命。”她补充道。

不过,她指出,它们也可能来自很久以前撞击火星时的富含有机物的陨石,或者只是在纯粹的地质过程形成的。

我们所掌握的信息并没有告诉我们是哪个来源的。”她说道。

Eigenbrode的研究小组是通过仔细研究从靠近Mount Sharp底部的岩石中钻出的样本才发现这些化学物质的,这是“好奇号”自2014年来一直在缓慢爬升的高峰,有5500米之高。

这些数据分析是如此的艰苦,以致于直到现,Eigenbrode的团队才有足够的信心来发布研究结果。

“我们花了几年的时间才得到了今天的结果。”美国宇航局喷气推进实验室(JPL)的项目科学家Ashwin Vasavada说。

然而,等待是值得的。“[数据]为有机化合物的存在提供了决定性的证据,”ten Kate说。

在被发现的物质中有苯等环状化合物和丙烷、丁烯等链,Eigenbrod分析道,因为这些只是在高温下从岩石样品中烘烤出来的结果,他们推测这些物质很可能来自一些更大的化合物,叫做大分子,比如干酪根,在地球上煤和黑色页岩中发现的一种片状聚合物。

在研究过程中,特别令人感兴趣的是一种被称为噻吩(C4H4S)的分子,它是一种具有四个碳原子和一个硫原子的五边形环状结构。在Eigenbrod的眼中,这是一个有趣的发现,因为这种含硫化合物是耐降解的,而这为有机物在30亿年前的岩石中生存下来提供了一种可能性。

与此同时,由喷气推进实验室高级研究员克里斯·韦伯斯特(Chris Webster)领导的另一个研究小组报告称,火星大气中的甲烷含量在不同季节有所不同,夏季达到峰值,秋季和冬季下降。

在地球上,甲烷含量约占比为百万分之二,从牛放的屁到植物的分解,再到天然气泄漏,有许多生物过程都能产生甲烷。

在火星上,甲烷含量要比地球低几千倍——低到足以完全由非生物过程产生,比如某些类型的火山岩与水的相互作用。韦伯斯特说,以前,轨道观测报告说,在地球上不同的地方有短时间存在的甲烷流,但这些报告不能令人信服,因为每一次甲烷流都是一次性时间的,并没有明显固定的模式。

但是,他指出,现在通过对“好奇号”在近6个地球年(相当于火星3年)期间采集的空气样本进行的分析显示,火星上的甲烷含量在季节中循环强烈。而且影响不小。

他表示:“季节性周期变化了三倍。”

那为什么我们仍然不清楚呢。韦伯斯特说,甲烷很可能来自地下某处。从那里开始,它慢慢地向上移动——大部分时间都是稳定的,因为地下温度受季节影响不大。然后,当它接近地表时,它会遇到温度随季节变化的区域,当地表被太阳晒暖时,会有更多的物质逸出,而当地表变冷时,逸出的物质就少了。

但最重要的是这里存在着一个固定的可重复模式。

“这是我们第一次在对甲烷的研究中看到重复的模式,”韦伯斯特说。“它给了我们提供了一些东西来重新测试我们的模型。”

与Eigenbrode团队检测到的有机物一样,这种甲烷的来源仍有待确定。“我们不知道它属于古代的还是现代,”韦伯斯特说,“我们也不知道它是来自岩石化学还是微生物。”

这两项研究都激发了人们继续探索火星的兴趣。

“火星告诉我们要坚持下去,继续寻找生命存在的证据,”位于华盛顿特区的NASA科学任务理事会的副主任Thomas Zurbuchen说。

参考资料

1.Wikipedia百科全书

2.天文学名词

3. cosmosmagazine- Carpediem-Richard A. Lovett

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2.天文学名词

3.原文来自:https://cosmosmagazine.com/space/drilling-into-curiosity-s-finds

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