
2021年9月10,石發(fā)色薄索美國(guó)航太總署毅力號(hào)火星探測(cè)車(chē)任務(wù)的秘紫命提第198個(gè)火星日,它在一塊名為「羅切特」(Rochette)的層也巖石上拍攝了這張自拍照。照片上還可以看到毅力號(hào)使用機(jī)械手臂鉆取巖芯樣本時(shí)留下的古生供線兩個(gè)小洞。 PHOTOGRAPH BY NASA,毅力 JPL-CALTECH, MSSSPHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH

美國(guó)航太總署的星巖現(xiàn)神許毅力號(hào)探測(cè)車(chē)在2021年5月拍攝了這張巖石「納塔尼」(Nataani)的照片。影像的石發(fā)色薄索右側(cè)邊緣附近有個(gè)紫色的薄層;它被一連串的雷射鉆出五個(gè)小洞,以研究巖石的秘紫命提成分。 PHOTOGRAPH BY NASA,層也 JPL-CALTECH
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)美國(guó)國(guó)家地理(撰文:MAYA WEI-HAAS 編譯:邱彥綸):在毅力號(hào)探測(cè)車(chē)所到之處,幾乎都能在巖石上發(fā)現(xiàn)神秘的古生供線紫色薄層──這也許能為火星可能存在的遠(yuǎn)古生命提供線索。
紅色的毅力灰塵將火星的地表與天空都涂抹成銹紅色,但美國(guó)航太總署(NASA)的毅力號(hào)(Perseverance)探測(cè)器車(chē)卻在鐵銹色澤中,發(fā)現(xiàn)了另一種顏色──在這位「機(jī)器人地質(zhì)學(xué)家」造訪的幾乎每個(gè)地點(diǎn),都出現(xiàn)紫色斑塊。
這種顏色在部分巖石上形成光滑的薄層,在另一些巖石上則是留下油漆般的斑點(diǎn)。洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Los Alamos National Laboratory)的地球化學(xué)家安.歐里拉(Ann Ollila)在最近舉行的美國(guó)地球物理聯(lián)盟(American Geophysical Union)會(huì)議上,提出了對(duì)這些巖石薄層的初步分析。她說(shuō)還有一些巖石的
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這些顏色出現(xiàn)在各種形狀和大小的巖石上──即使是微小的鵝卵石也不例外。但這些薄層究竟是如何形成的呢?歐里拉說(shuō):「我真無(wú)法給出好答案。」
科學(xué)家希望能更深入探討這個(gè)謎團(tuán)。 「隨著我們的分析持續(xù)進(jìn)行,有很多事情值得期待。」尼娜.藍(lán)札(Nina Lanza)說(shuō);她是洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室太空與行星探索團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人,一直以來(lái)都與歐里拉一起研究這些薄層。
這些神秘斑點(diǎn)的起源將有助于揭露火星歷史的線索,包括它是否可能存在遠(yuǎn)古生命。在這些薄層形成時(shí),可能已經(jīng)將周遭狀況的資訊寫(xiě)進(jìn)它們的化學(xué)和礦物組成之中,這能幫助科學(xué)家重建早已消失的環(huán)境。它們還可能還握有更多火星生命存在的直接證據(jù):在地球上,就有許多微生物塑造了類(lèi)似的巖石表層。
研究這種類(lèi)型的地殼結(jié)構(gòu),也能幫助科學(xué)家更了解其他行星的運(yùn)作方式。紐約尼加拉大學(xué)的環(huán)境微生物學(xué)家卡珊德拉.瑪諾莎(Cassandra Marnocha)這么問(wèn)道:「地質(zhì)作用有多普遍?在不同的星球上又有何差異?」
紫色薄層
這些紫色的火星薄層是在耶澤羅隕石坑(Jezero crater)中發(fā)現(xiàn)的,這個(gè)45公里寬的凹坑源自數(shù)十億年前的隕石撞擊,曾經(jīng)有個(gè)古老的湖泊位于此處。毅力號(hào)于2021年2月在這個(gè)隕石坑著陸,此后一直在隕石坑中漫游。在探測(cè)車(chē)行進(jìn)路線上的幾乎每一站,其拍攝照片中都會(huì)出現(xiàn)這些紫色「亮點(diǎn)」。
雖然火星上的巖石薄層并不是個(gè)新發(fā)現(xiàn),但耶澤羅隕石坑中頻繁出現(xiàn)的紫色斑點(diǎn),讓科學(xué)家抓破了頭也想不出個(gè)所以然來(lái)。
「我們?cè)谶^(guò)去的探測(cè)車(chē)任務(wù)中,從未見(jiàn)過(guò)這些特殊的紫色斑塊。」普渡大學(xué)的布萊德里.加爾辛斯基(Bradley Garczynski)也在最近的美國(guó)地球物理聯(lián)盟會(huì)議上發(fā)表了對(duì)這些薄層的分析報(bào)告。加爾辛斯基利用一對(duì)「桅桿相機(jī)-Z」(Mastcam-Z)拍攝的影像來(lái)研究薄層。他說(shuō),這對(duì)相機(jī)「基本上可說(shuō)是探測(cè)車(chē)的科學(xué)之眼」,讓科學(xué)家藉由各種濾鏡捕捉特定波長(zhǎng)光線所拍攝的影像,來(lái)大致了解巖石的組成。
歐里拉和她的同事正使用探測(cè)器的「超級(jí)相機(jī)」(SuperCam)對(duì)薄層進(jìn)行更近距離的觀察,該相機(jī)能夠向巖石發(fā)射雷射,使一小部分的物質(zhì)蒸發(fā),以研究其元素組成。每次發(fā)射雷射時(shí),會(huì)在巖石表面鉆出一個(gè)小洞,并發(fā)出「啪」的一聲。探測(cè)車(chē)上的麥克風(fēng)可以捕捉到這個(gè)聲音,讓科學(xué)家知道雷射何時(shí)穿透薄層并進(jìn)入下方的巖石。這些聲音同時(shí)也會(huì)揭露巖石的一些屬性,例如硬度。
初期的分析結(jié)果顯示,紫色的薄層似乎比下方的巖石還軟,化學(xué)屬性也不同。加爾辛斯基表示,根據(jù)桅桿相機(jī)-Z的影像,薄層可能含有數(shù)種氧化鐵。歐里拉也說(shuō),超級(jí)相機(jī)的分析顯示薄層富含氫,偶爾也會(huì)有鎂。
氫的存在顯示水在紫色斑塊的形成中發(fā)揮了作用。氧化鐵也指向有水參與其中,有點(diǎn)像是雨水會(huì)在自行車(chē)上形成鐵銹那樣。進(jìn)一步研究或許能解開(kāi)關(guān)于這顆紅色星球潮濕過(guò)去的大量訊息,包括水在耶澤羅隕石坑中停留了多久,甚至是湖泊本身的化學(xué)組成。加爾辛斯基表示:「薄層的存在可能是這個(gè)故事的關(guān)鍵。」
然而,紫色斑塊的位置卻有點(diǎn)神秘。毅力號(hào)目前的路線并沒(méi)有穿過(guò)湖泊沉積物,而是穿過(guò)冷卻巖漿形成的巖石。這些巖石是如何抵達(dá)目前所在的隕石坑底部?水又是何時(shí)以何種方式接觸這些巖石?這些問(wèn)題都還不清楚。藍(lán)札說(shuō):「如果要我猜,在耶澤羅隕石坑的所有物質(zhì)中,哪里可以找到薄層,我可能不會(huì)猜是這里。」
到目前為止,該團(tuán)隊(duì)只分析了一些樣本,還正在處理許多挑戰(zhàn)。歐里拉指出,超級(jí)相機(jī)的不同化學(xué)讀數(shù)和雷射的聲音變化似乎沒(méi)有完全一致。要將薄層、底層巖石和火星表面無(wú)處不在的灰塵的化學(xué)特征區(qū)分開(kāi)來(lái),是項(xiàng)復(fù)雜的工作。火星上的強(qiáng)風(fēng)也干擾了科學(xué)家聽(tīng)到雷射聲音的時(shí)機(jī)。
藍(lán)札說(shuō):「火星可沒(méi)想讓我們輕松以對(duì)。」
微生物「防曬霜」
在地球上,這樣的薄層往往與生命有關(guān)。這也表示火星的巖石薄層可能是天文生物學(xué)家的一大利多。
瑪諾莎解釋?zhuān)瑤r石的角落和裂縫可以為惡劣環(huán)境中的微生物創(chuàng)造出微小的安全天堂,提供營(yíng)養(yǎng)、遮擋陽(yáng)光,或是在干燥的環(huán)境中提供水分。其中有些微生物會(huì)代謝從巖石表面沖刷出或溶解在水中的金屬,從而形成巖石表面的薄層。在火星上,薄層甚至能防止火星上強(qiáng)烈的太陽(yáng)輻射分解脆弱的有機(jī)結(jié)構(gòu),并保存古代微生物死亡后的證據(jù)。
早在1970年代中期登陸火星的維京號(hào)(Viking)任務(wù)期間,就發(fā)現(xiàn)了火星上巖石薄層的最早跡象,但一直要等到更多探測(cè)車(chē)登陸后,科學(xué)家才確定這些深色的斑點(diǎn)是另一層物質(zhì),而非表面污漬,瑪諾莎說(shuō)。
振奮人心的是,在好奇號(hào)(Curiosity)探測(cè)車(chē)目前正在探勘的蓋爾隕石坑(Gale crater)中,發(fā)現(xiàn)了富含錳的深色薄層。這個(gè)發(fā)現(xiàn)不禁讓人想起地球上有種被稱(chēng)為「巖漆」(varnish)的特殊巖石薄層,而這種薄層往往充滿了微小的生命形式。洛斯阿拉莫斯國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境微生物學(xué)家克里斯.葉格(Chris Yeager)表示,在最近對(duì)美國(guó)各地巖漆進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查中,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一些「已知的抗輻射細(xì)菌」。
耶格爾和他的同事發(fā)現(xiàn),有種特殊類(lèi)型的藍(lán)綠菌(cyanobacteria)似乎是巖漆中錳含量的關(guān)鍵,它可以聚集金屬物質(zhì),防止太陽(yáng)輻射造成的破壞,功能有點(diǎn)像是防曬霜。
藍(lán)札說(shuō),在耶澤羅隕石坑中新發(fā)現(xiàn)的薄層里,沒(méi)有被認(rèn)定為巖漆所需含有的錳,但也并不代表這樣的薄層和遠(yuǎn)古代微生物沒(méi)有關(guān)連。 「誰(shuí)知道火星微生物會(huì)怎么做呢?」
研究團(tuán)隊(duì)希望能夠進(jìn)一步解開(kāi)薄層的化學(xué)成分,并尋找可能暗示微生物存在的火星地殼有機(jī)物質(zhì)。將這些巖石帶回地球?qū)嶒?yàn)室進(jìn)行分析,是確認(rèn)紫色斑塊如何形成的少數(shù)幾種方法之一。
毅力號(hào)在穿越隕石坑時(shí),一直在鉆探火星巖石樣本,并將它們密封在管中,這些密封管將儲(chǔ)存在火星表面,等待將來(lái)返回地球的任務(wù)帶回。雖然這些紫色薄層相當(dāng)脆弱,歐里拉希望薄層能夠經(jīng)得起采樣過(guò)程的考驗(yàn),這樣科學(xué)家就能在未來(lái)進(jìn)行更仔細(xì)的研究。
同時(shí),當(dāng)毅力號(hào)緩慢地駛向耶澤羅三角洲時(shí),研究團(tuán)隊(duì)對(duì)繼續(xù)他們的研究工作感到相當(dāng)興奮,耶澤羅三角洲是古代河流流入隕石坑時(shí),沉積物所形成的延展沖積扇。藍(lán)札說(shuō):「我們?nèi)蕴幵谘芯康某跗陔A段,這只是我們可能遇到的一種物質(zhì),我認(rèn)為還有更多發(fā)現(xiàn)等著我們。」
相關(guān)報(bào)道:NASA“好奇號(hào)”在火星上發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不尋常的碳特征
(神秘的地球uux.cn報(bào)道)據(jù)cnBeta:探索火星有很多理由:我們有可能在某一天向火星發(fā)送載人任務(wù)、了解火星的氣候在歷史上是如何變化的以及如何適用于地球、了解不同類(lèi)型的行星如那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)跟我們不同的行星。但探索火星的最大原因是試圖回答科學(xué)中最大的問(wèn)題之一:在我們自己的星球之外是否會(huì)有生命?
挑戰(zhàn)在于,尋找生命的證據(jù)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程。幾乎可以肯定的是,現(xiàn)在火星上沒(méi)有生命。幾十億年前可能有,但這種生命,如果它存在的話很可能也只是微生物。這意味著要找到它的證據(jù)我們必須非常仔細(xì)地尋找。
NASA的“好奇號(hào)”和“毅力號(hào)”漫游車(chē)正在尋找古代生命的跡象,這是它們?cè)诨鹦巧先蝿?wù)的一個(gè)主要部分。正如該機(jī)構(gòu)局本周所透露的,“好奇號(hào)”最近有了一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn),其形式是一個(gè)不尋常的碳特征。
截止到目前,好奇號(hào)已經(jīng)收集并分析了一些巖石樣本。研究人員表示,在其中幾個(gè)樣本中,他們發(fā)現(xiàn)了一種跟生物過(guò)程有關(guān)的碳。“好奇號(hào)”研究員Paul Mahaffy說(shuō)道:“我們?cè)诨鹦巧习l(fā)現(xiàn)了一些令人感興趣的東西,但我們真的需要更多的證據(jù)來(lái)說(shuō)明我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了生命。因此,我們正在研究,如果不是生命,還有什么可能造成我們看到的碳信號(hào)。”
研究人員解釋稱(chēng),該特征跟他們從地球上的古細(xì)菌中看到的相似,古細(xì)菌可能通過(guò)釋放甲烷產(chǎn)生這種特征。但這種解釋是基于地球的條件,科學(xué)家們小心翼翼地指出,我們不應(yīng)該假設(shè)這意味著火星上也會(huì)有同樣的過(guò)程。
“最難的事情是放下地球,放下我們的偏見(jiàn),真正嘗試去了解火星上的化學(xué)、物理和環(huán)境過(guò)程的基本原理,”另一位研究人員,天體生物學(xué)家Jennifer L. Eigenbrode說(shuō)道,“我們需要打開(kāi)我們的思維,跳出框框,這就是這篇論文所做的。”
研究人員還為這些特征提供了另外兩種非生物性(或跟生命無(wú)關(guān))的解釋?zhuān)核鼈兛赡軄?lái)自陽(yáng)光對(duì)火星大氣中二氧化碳的影響,或碳可能是我們整個(gè)太陽(yáng)系通過(guò)分子云時(shí)留下的。
“所有這三種解釋都符合數(shù)據(jù),”碳研究負(fù)責(zé)人Christopher House說(shuō)道,“我們只是需要更多的數(shù)據(jù)來(lái)排除它們。”
碳是生命的一個(gè)關(guān)鍵元素,在地球上,它是一個(gè)循環(huán)的一部分,在空氣、水和生物中流動(dòng)。我們知道這在我們的星球上是如何運(yùn)作的,我們懷疑火星上也可能發(fā)生類(lèi)似的事情,但我們不確定是否曾經(jīng)有生命參與其中。為了了解最近發(fā)現(xiàn)的碳特征是真正的生物性質(zhì)還是火星地質(zhì)學(xué)的產(chǎn)物,“好奇號(hào)”需要更詳細(xì)地研究火星上的碳循環(huán)。
“好奇號(hào)”科學(xué)家Andrew Steele說(shuō)道:“確定火星上的碳循環(huán)絕對(duì)是試圖了解生命如何融入這一循環(huán)的關(guān)鍵。我們已經(jīng)在地球上真正成功地做到了這一點(diǎn),但我們剛剛開(kāi)始為火星定義這個(gè)循環(huán)。”