研究顯示,火星上發現的有機分子可能來源於生物?

2020-12-22 天文在線

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有關蓋爾隕石坑(Gale Crater)乾燥的火星泥土中發現有機分子的新分析提出了一種有趣的可能性。科學家們得出結論,我們不能排除這些有機分子實際上是生命的起源物質。

雖然我們對於火星上分子的了解有限且不完整,但我們掌握的信息可能與數十億年前這顆紅色星球上的生命是一致的。

這些分子實際上是好奇號探測車(Curiosity rover)從蓋爾隕石坑(Gale Crater)中的一個被稱為默裡編組(Murray Formation)的泥巖段提取的;2018年發表了一項關於這一發現的研究。最初的實驗發現了一些分子,其中包括一組成為硫代苯的芳香族化合物。

在地球上,常常能夠在一些有趣的地方發現這些化合物。它們出現在原油中——原油是由壓縮且過度加熱的生物遺體所形成的,比如浮遊動物和藻類;它們也出現在煤當中——煤是由壓縮和過度加熱的植物遺體形成。

當硫在高於120攝氏度(248華氏度)的溫度下與有機碳氫化合物發生反應,產生的化合物被認為是非生物反應形成的,即通過物理過程而不是生物過程,這種反應稱為熱化學硫酸鹽還原(TSR)。

然而,儘管這是一種非生物反應,碳氫化合物和硫都可能是生命起源的原材料。因此,研究人員開始研究噻吩是如何在火星上形成的。

華盛頓州立大學的天體生物學家德克·schulzeMakuch說:」我們識別的幾種噻吩的合成途徑從生物合成角度來看似乎比化學合成的可能性更高,但我們仍需要證據。"

「在地球上,要是你找到了噻吩,那麼你很容易會聯想到生物物質,但若是在火星上找到它,那麼,要證明它是的門檻不得不提的高一點。」

在火星上,無需生命的出席便有千百種噻吩可能出現的情況。舉個例子,科學家已經在隕石上檢測出了噻吩,於是這些隕石就變成了最好的運輸機將噻吩播撒在這顆荒蕪的星球上。

地質酌也可以為熱化學硫酸鹽還原反應創造必須的高溫條件,尤其是火星處在火山活躍期的時候。而且火山活動也會產生自然硫。

但,有趣的是,火星噻吩的形成過程要求硫變成親核原子,換句話說就是硫原子貢獻電子與它的反應伴侶成鍵。然而,火星上絕大多數的硫都是非親核的硫酸鹽。

通過TSR反應這些非親核硫酸鹽可以轉化為親核的硫化物。但這裡也存在著另一種可能性——生物硫酸鹽還原(BSR)。一些細菌和白松露實際上也能合成噻吩,儘管你無法在火星上找到它們。

所以,當三十億年前的火星是一顆於今日相比更為溫暖溼潤的星球,並且存在細菌在其上殖民時,那麼噻吩就有可能是這些細菌製造的。該反應甚至可以發生在零下的環境中。在過了很久很久之後,火星乾涸了,「好奇號」火星車從天而降在多年後將噻吩從這些泥石中挖掘了出來。

不幸的是樣本有些許受損。由於好奇號用了熱解分析技術將這些樣本加熱到了500攝氏度以上。所以我們從樣本中得到的知識是有限的。

一個名為羅莎琳德·富蘭克林的漫遊車計劃攜帶一架破壞性低的設備登陸火星。這樣一來,它從地下挖出的噻吩將在實施分析措施的時候是完整的。

另外,碳原子和硫原子的同位素也能揭示噻吩的形成原因。那是因為活的有機體更偏愛較輕的同位素。如果噻吩含有較輕的同位素,那將成為生物學過程的有力證據。

不過,僅僅依靠我們的機器人朋友從地下挖出來的東西我們可能無法確定真相到底是什麼。

舒爾策-馬庫科說:「正如卡爾·薩根所言,只有獨特的證據才能支撐石破天驚的理論。」

」我想,只有我們將人送上火星,太空人通過顯微鏡看到一個正在移動的微生物時我們才算真正得到了那份『獨特的證據』"。

該研究已被發表在天體生物學雜誌上。

相關知識

火星是距離太陽第四近的行星,也是除水星外第二小的行星。在英語中,火星(Mars)來源於羅馬神話中的戰神,同時也常常被稱為「紅色星球」——火星表面上普遍存在的氧化鐵,讓它在肉眼可見的天體中呈現出與眾不同的紅色外觀。火星是一顆大氣更為稀薄的類地行星,同時具有類似月球上的撞擊坑和地球上的峽谷、沙漠、極地冰蓋的地表特徵。

火星上的晝夜交替和四季更迭和地球相似,因為它們的旋轉周期和相對於黃道平面的旋轉軸傾斜角度是非常相似的。火星上的奧林匹斯山脈是太陽系中已知的最大最高火山,而水手號峽谷則是太陽系中最大的峽谷之一。北半球平緩的伯勒裡斯盆地佔據了星球表面40%的面積,這可能是一個巨大的撞擊特徵。火星有兩個衛星,小而形狀不規則的火衛一和戰神次子星。它們可能是被捕獲的小行星,類似於小行星5261(尤裡卡),一顆火星特洛伊小行星。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

translate:么么 :一蘭 :七七

author:MICHELLE STARR

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