
火星岩石中的强碳通讯是否表明或许存在生物促销
(神秘的地球uux.cn报导)据cnBeta:据我们所知,碳是生命的核心。所以,只要我们在火星这样的地方测试到强烈的碳通讯那么就或许表明有生物促销。那么火星岩石中的强碳通讯是否表明有某种类型的生物过程?
当在寻找生命的时候,任何强的西安原油价格盘点碳通讯都是耐人寻味的。它是我们所知的所有生命形式中的一种普遍元素。但有各异类型的碳,并且碳或许由于其他缘由在生态中变得集中。这并不自动意味着生命关乎碳的特征。
碳原子总是有六个质子,但中子的数量可以各异。具有各异中子数的碳原子被称为同位素。有三种碳同位素自然呈现。C12和C13是稳定的,而C14是一种放射性核素。C12有六个中子,C13有七个中子,而C14有八个中子。怀念过去一览
当关乎到碳同位素时,生命更喜欢C12。它们在光兴办用中使用它或用来代谢食物。缘由相对简易。C12比C13少一个中子,这意味着当它跟其他原子结合成分子时,在同样的状况下,它的连接数比C13要少。生命本质上是懒惰的,它总是会寻求最简易的方法来做事情。C12更轻松使用,由于它形成的键比C13少,它比C13更轻松得到,并且当有更轻松的方法时生命永远不会采取艰难的方法。
好奇号探测器正火星的Gale环形山奋斗岗位以寻找生命的迹象。它钻进岩石、提取粉碎的样本并将其放入其机载化学评测室。好奇号的快速显卡热点评测室被称为SAM。在SAM中,火星车使用热解法来烘烤样品,然后将岩石中的碳转化为甲烷。热解是在惰性氦气流中开展的,这样可以起到防止发生任何污染的状况发生。接着,它会用一个名为可调谐激光光谱仪(TLS)的仪器探测气体来寻找甲烷中的碳同位素。
好奇号SAM背后的团队用这种方法观察了24个岩石样本,最近它察觉了一些值得注意的事情。其中6个样本显示出C12和C13的比例升高。跟地球上的C12/C13比率参考规范相比,来自这六个地点的样本中C12的含量多出千分之七十以上。在地球上,98.93%的碳为C12,而C13形成了剩下的1.07%。
发表在《PNAS》上的一项新探究提出了这些察觉。它的标题是 《Depleted carbon isotope compositions observed at Gale crater, Mars》,第一作者为来自宾夕法尼亚州立大学的业内奥斯卡一览好奇号科学家Christopher House。
这是一个令人兴奋的察觉,假如这些结局是在地球上获得的,它们将预示着一个生物过程形成了众多的C12。
在古代地球上,地表细菌形成甲烷身为副商品。它们被称为甲烷菌,它们是来自古细菌领域的原核生物。今日,甲烷菌仍存在于地球上--在缺氧的湿地、反刍动物的消化道以及像温泉这样的极端生态中。
这些细菌形成的甲烷会进入大气层,然后跟紫外线发生作用。这些相互作用形成了更繁琐的分子并雨点般地落在地球表面。它们和它们的碳特征一起被保存在地球岩石中。同样的事情或许发生在火星上,假如是这样,它可以阐释好奇号的察觉。
“我们在火星上察觉了一些令人感兴趣的东西,但我们真的需要更多的证据来说明我们已然察觉了生命,”好奇号火星评测室样品确认的前首席调研员Paul Mahaffy说道,“所以,我们正探究,假如不是生命,还有什么或许导致我们所目睹的碳特征。”
探究人员们在他们的论文中道:“针对在进化的甲烷中观察到的异常贫化的13C,有各式合理的阐释,但没有进一步的探究就无法接纳单一的阐释。”
理解像这样的碳通讯的艰难之一是我们所谓的地球偏见。科学家对大气化学和有关事物的知晓大多是基于地球的。所以,当关乎到火星上这个新察觉的碳特征时,科学家们会察觉要维持他们的思想启动并接纳火星上或许不存在的新的或许性则成以便一个考验。
参与碳探究的戈达德天体生物学家Jennifer L. Eigenbrode强调:“最艰难的事情是放下地球、放下我们的那种偏见,真正使用去知晓火星上的化学、物理和生态过程的基础原理。”此前,Eigenbrode曾带领好奇号科学家组成的海外团队在火星表面察觉了无数的有机分子--含有碳的分子。
“我们需要开启思路,跳出框框,”Eigenbrode说道,“而这正是这篇论文所做的。”
探究人员在他们的论文中强调了对不寻常的碳特征的两种非生物阐释。其中一个关乎到分子云。分子云假说强调,我们的太阳系在数亿年前经过了一个分子云。这是一个少见的事情,但它约每1亿年发生一次,所以科学家们不能不去考虑它。
分子云首要是分子氢,但其中或许富含好奇号在Gale环形山探测到的那种较轻的碳。分子云会导致火星急剧冷却,在这种状况下导致冰川运动。冷却和冰川会阻止分子云中的轻质碳跟火星上的其他碳混合从而形成高浓度的C12沉积。该论文强调--“冰川期的冰川融化和冰川期后的冰川退缩应该在冰川地貌表面留下星际尘埃颗粒。”
这个假设是合理的,由于好奇号在山脊的顶部察觉了一些升高的C12含量--如Vera Rubin山脊的顶部和Gale环形山的其他高点。论文强调,这些样本是从各类岩性中收集到的,另外在时间上分布在迄今为止的任务操控中。尽管如此,分子云假说是一个不太或许的事情链。
另一个非生物假说则关乎紫外线。火星大气中95%以上是二氧化碳,在这种状况下,紫外线会跟火星大气中的二氧化碳气体发生作用从而形成新的含碳分子。这些分子会落在火星的表面并变成那里的岩石的一若干。这个假说相似于地球上甲烷菌间接形成C12的方式,但它完全是非生物的。
“这三种阐释都符合资料,”论文的第一作者Christopher House说道,“我们只是需要更多的资料来排除它们。”
“在地球上,会形成我们在火星上探测到的碳通讯的过程是生物性的,”House补充道,“我们必须知晓同样的阐释是否适用于火星或是否有其他阐释,由于火星相当各异。”
差不多一半的好奇号样品的C12含量意外地升高了。它们不只高于地球的比例,也高于科学家在火星陨石和火星大气中察觉的比例。这些样本来自Gale环形山的五个地方,所有的地方都有一个共同点:它们有古老的、保存良好的表面。
可是科学家们仍在进修火星的碳循环,并且有很多我们依然一无所知。依据地球的碳循环对火星的碳循环做出假设是很诱人的。但碳或许以我们乃至还没有猜到的方式在火星上循环。不管这种碳特征最后是否变成生命的通讯,在知晓火星的碳特征时它仍是宝贵的知识。
“界定火星上的碳循环绝对是试图知晓生命如何融入该循环的核心,”驻华盛顿特区卡内基科学探究所的好奇号科学家Andrew Steele说道,“我们已然在地球上真正顺利地做到了这一点,但我们方才着手为火星界定该循环。”
但依据地球的碳循环得出火星的结论并不轻松。Steele清楚地表明了这一点--“地球上的碳循环有一大块关乎到生命,并且由于生命的存在,地球上的碳循环有一大块我们无法理解,由于我们所目睹的任何地方都有生命。”
眼下,好奇号仍在火星上岗位,并且还将持续一段时间。这些样本的价值以及对火星碳循环的更好理解就在前方。好奇号将对更多的岩石开展采样以测量碳同位素的浓度。它将从其他保存完好的古代表面取样岩石看看结局是否与这些相似。理想状况下,它将会遇到另一个甲烷羽流并对其开展采样,但这些事情是不可预测的并且也没有办法为其做好筹备。
不管怎样,这些结局将有助于为毅力号在Jezero火山口的样品采集提供信息。毅力号或许会证实相似的碳通讯,乃至确定它们是否是生物通讯。
实际上,毅力号也在收集样本以送回地球。科学家们将比火星车上的评测室更有效地探究这些样本。
对火星古代生命的探究是一个诱人的前景,但至少如今,它仍是不确定的。