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太酷了!“好奇”號在火星上探測到了有機分子

http://finance.sina.com   2020年03月23日 07:22   北京同乐城国际线址網

  來源:天文在線

  在太空中發佈了“好奇”號在火星上探測到了有機分子的消息,這真是太酷了。“好奇”號火星車發現了一種名爲噻吩的有機分子,這種分子在地球上與生物系統有關。它們是否能證明火星上曾經存在微生物呢?

  這是火星,地球的鄰星,這是通過“好奇”號火星車的機器人眼睛拍攝下來的。就是在這裏,“好奇”號火星車在火星泥岩中發現了遠古有機分子(圖片由NASA美國宇航局/噴氣推進實驗室-加州理工學院提供)。

  對於火星上存在生命痕跡(無論是過去還是現在)的搜尋,剛剛迎來了一個有趣的新轉折。研究人員們在研究NASA“好奇”號火星車傳送回來的數據時,發現了噻吩這種有機分子存在的證據。而這種有機分子,至少在地球上,主要是生物過程的結果。

  研究人員並沒有聲稱這是火星上有生命的證據,但這一發現無疑是迷人的。這一發現被稱爲“與火星上存在早期生命相一致”。華盛頓州立大學的研究人員公佈了這一發現,這篇經同行評議的論文於2020年2月24日發表在了《天體生物學》雜誌上。在地球上,噻吩通常能在煤、原油、油母巖甚至一種名叫白松露的蘑菇中發現。它們還能在疊層石和微化石中檢測到。

  在火星,它們與其他有機物一同被“好奇”號在一個名叫“默裏層”的古老泥岩地層中發現。這篇新論文從生物和非生物(沒有生命)兩個角度探索了火星上能夠造成噻吩的一些方式。正如這篇論文的兩位作者之一,天體生物學家 Dirk Schulze-Makuch,在一篇聲明中所解釋的那樣,“我們鑑定了產生噻吩的幾種生物學途徑看起來似乎比化學途徑更有可能,但我們仍需要證據。如果你在地球上發現了噻吩,那麼你會認爲它們是生物的,但在火星上,證明這一點的門檻還是高得多。”

  這是一塊在默裏編組發現的叫做"古浸泡區"的巖板。好奇號在2016年12月31號帶來的這些圖像。這塊巖板向我們顯示了它的泥裂部位在幾十億年裏由原來的潮溼溫潤逐漸變成現在這般乾燥所造成的。圖片版權:NASA/JPL-Caltech/MSSS。

  噻吩環上的四個碳原子和一個硫原子是生物存在的必須元素。然而,他們的產生可能和生命沒有任何聯繫。在火星上,這可能由於隕石衝擊作用或者也許是由於一堆化學混合物被加熱到120℃甚至更高的熱化學硫酸鹽還原反應而產生。由此可以想象,這個反應在火星早期發生劇烈的活動期間就已經出現了。但是,噻吩也有生物合成的可能,這也就是爲什麼他們引起了科學家們極大的興趣去尋找火星生命存在的證據。細菌能夠製造可以產生噻吩的硫酸鹽還原過程—硫酸鹽生物還原反應。這些噻吩也可以以一些方式被細菌分解。

  一個有關火星上噻吩產生的有趣現象是火星本身的地質作用需要親核的硫,也就是硫向它的反應夥伴貢獻一個電子兩者之間產生鍵,才能創造噻吩。但是火星上存在的大都是非親核硫。熱化學硫酸鹽還原反應可以將非親核硫轉化爲親核硫,同樣,硫酸鹽生物還原反應也可以做到。

  現在存在的一個問題是當好奇號探測例如噻吩這類的微粒時,它所能夠分析的具體信息是有限的。好奇號的實驗艙使用的火星樣本分析儀主要是通過熱解分析手段將大微粒變成小塊,對於一些附加實驗用溼法化學完成。

  那麼科學家是如何辨別這些噻吩是源自生物合成還是非生物合成的呢?使用目前好奇號上的儀器很難做到,所以這個結果也只有等待像NASA今年七月將要發動的Perseverance探測車或是計劃在2020年七、八月份發動的歐洲Rosalind Franklin探測車的後續探測任務了。

  這是好奇號在2013年二月3號的自拍照

  尤其是Rosalind Franklin探測車將會使用它的有機分子分析儀(MOMA)用額外的非破壞性的方法去分析這些微粒。

  一個大線索來自於碳和硫的同位素分子。活生物體喜歡更少中子數量的輕度同位素變化。正如舒爾茨.馬庫奇所說:“有機體是‘懶惰’的。”他們更喜歡進行輕同位素變化因爲這種變化消耗他們更少的能量。有趣的是,舒爾茨.馬庫奇在《航空與航天》文章中指出,好奇號所發現的含硫沉澱物的同位素特徵與加拿大納武特霍頓隕石坑中的岩石的同位素特徵十分相似。這被認爲是由於BSR的原因:如果好奇號火星車發現了這些或類似的有着較輕同位素的分子,儘管依然沒有證據支撐但這很可能暗示了生物學的起源。我們需要額外的分析來確定這些分子是否與曾經生活過的微生物有關聯,當然找到古代微生物中的實際微化石是更好不過的。

  在此之前,我們擁有一些關於我們可能前世的誘人的線索和暗示,但是仍然需要更多的研究。當考慮到其他因素時,生物學解釋似乎至少是合理的,包括目前公認的一些證據,比如過去火星上的條件比現在更適合人類居住。在火星上的大風火山口,好奇號火星車發現了湖泊和溪流,甚至發現了曾經排空到火山口湖泊的古老溪流留下的河牀砂礫。不僅如此,好奇號火星車還發現了岩石中的各種有機化合物,除了發現噻吩外還證實了這個區域的甲烷和氧氣在季節循環中都會有所增減。雖然這仍然不是生命存在的證明,但是把這些信息綜合考慮來看,這些證據可能是描繪出令人着迷的未來藍圖的開始。

  正如舒爾茨.馬庫奇所說的:“卡爾.薩根表示‘非同尋常的論斷需要非同尋常的證據做支撐’,我認爲證據發現的確需要將人送至火星,宇航員需要通過顯微鏡觀察那些運動中的微生物。”

  好奇號火星車發現了稱爲噻吩的有機分子,這可能是火星上有古代生命的證據。

  參考資料

  1.WJ百科全書

  2.天文學名詞

  3.原文來自:https://earthsky.org/space/thiophenes-organic-molecules-curiosity-rover-mars-life

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