太空中的宇宙塵埃，可能是發現火星生命的關鍵！

2020-10-18 博科園

明年，美國國家航空航天局(NASA)和歐洲航天局(ESA)都將向火星發射新的探測車，以尋找火星生命的證據。正如之前任務所發現的那樣，火星曾經有過更溫暖和更潮溼的過去，其特徵是有可能維持生命的條件。目前環繞火星運行的衛星也顯示，火星表面曾有許多地方曾有水存在尋找生命的困難不在於找出哪裡有水，而在於找出生命所必需的營養物質與水重合的地方。

微隕石意味著有潛在生命

為了讓生命進入新的環境並生存，它需要必要的營養素，如碳、氫、氮、氧、磷和硫(統稱CHNOPS)，以及其他微量元素，還需要從環境中獲取能量，地球上一些最早的生命形式通過氧化礦物獲得能量。火星地殼主要由侵入性和火山玄武巖（與夏威夷熔巖形成的巖石相同）組成，其營養成分並不特別豐富。然而，眾所周知，隕石和微隕石不斷為行星表面提供必要的營養物質。科學家研究了有多少宇宙塵埃（彗星和小行星塵埃）在進入火星的大氣層中倖存下來。

以及這些宇宙塵埃會以微隕石的形式聚集在火星表面的什麼地方。研究模擬了大氣層進入火星的加熱和氧化效應，發現大多數直徑小於0.1-0.2 mm的顆粒不會熔化（這取決於它們的組成）。就積聚在火星表面的物質而言，這種大小的顆粒比較大顆粒更常見。在地球上，與大於4毫米的隕石相比，這個大小範圍內的宇宙塵埃在地表積聚的數量大約是100倍，這是儘管在大氣層進入地球期間大量的融化和蒸發。

離家更近的證據

作為研究的一部分，科學家使用了南澳大利亞納拉伯平原(Nullarbor Plain)的一個模擬地點(和火星一樣，那裡的風化沉積物位於破裂的基巖上)，以研究風是否會導致微隕石在可預測的位置聚集。從不同的樣本點發現了1600多個微隕石。研究觀察表明，由於許多微隕石比正常的沙粒密度更大，它們很可能積聚在基巖裂縫和富含礫石的表面上，在那裡較輕的顆粒被吹走了，研究的樣品通常每公斤含有幾百顆微隕石。

幾個因素加在一起表明，預計在火星45億年歷史的大部分時間裡，火星上的微隕石應該比地球上的隕石豐富得多。即使是火星生命也需要營養：未熔化和部分熔化的微隕石向火星表面提供複雜碳化合物，這是生命的基石，還通過礦物鎂鋁石提供了還原磷的唯一來源，這種礦物已被證明可以與簡單的羥基化合物發生反應，形成生命的前體。微隕石還提供其他還原礦物，如硫化物和鐵鎳金屬，可以被原始微生物用作能源。因此，它們既提供了必要的營養，又提供了一種能讓現有微生物遷移和持續存在的能量來源。

火星2020號和ExoMars火星車

許多科學家認為，地球上的生命可能起源於海底地熱噴口附近，或像黃石公園或羅託魯瓦火山溫泉。在這些下面，水在熾熱的地殼中循環，從巖石中溶解營養物質，並將它們向上帶到噴口，在那裡溫度和化學發生了戲劇性的變化。這創造了大量的生態位環境，其中一些具有水，溫帶條件和生命化學的理想組合。此前勇氣號探測車在火星上發現了熄滅火山泉的證據，更多的證據已經從軌道觀測中推斷出來。這些火山泉被認為是美國宇航局火星2020號漫遊者火星車的著陸點，但最終選擇了傑零（Jezero）隕石坑。

Jezero火山口在三角洲系統中具有水生成通道的組合，該三角洲系統在沉積巖中含有粘土和碳酸鹽礦物。這些是保存生命化學跡象的理想選擇。同樣，OXIA Planum也被選為歐空局ExoMars漫遊車的著陸點，其中也含有沉積物中的粘土。雖然Jezero火山口或OxyPlanum都不包含已知的火山泉，但它們仍然是富含水的環境，火星上可能存在生命。微隕石提供了可能使生命遷移到這些地方並持續存在的營養物質，甚至可以提供從火星火山泉水中浮現出來的生命成分。有了這些計劃，可能很快就會迎來有史以來最偉大的科學突破之一。

博科園｜文：Andrew Tomkins/The Conversation

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