美國宇航局的實驗表明需要深入挖掘火星上的生命證據(jù)
以下內(nèi)容機翻自:https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/dig-deep-for-evidence-of-martian-life

根據(jù)美國宇航局的一項新實驗室實驗,漫游者可能必須在火星表面下挖掘約 6.6 英尺(2 米)或更深的地方才能找到古代生命的跡象,因為來自太空的電離輻射會相對較快地降解氨基酸等小分子。

氨基酸可以由生命和非生物化學產(chǎn)生。然而,在火星上發(fā)現(xiàn)某些氨基酸將被認為是古代火星生命的潛在跡象,因為它們被陸地生命廣泛用作構(gòu)建蛋白質(zhì)的成分。蛋白質(zhì)對生命至關(guān)重要,因為它們被用來制造加速或調(diào)節(jié)化學反應的酶以及制造結(jié)構(gòu)。
“我們的研究結(jié)果表明,火星表面巖石和風化層中的宇宙射線破壞氨基酸的速度比以前想象的要快得多,”美國宇航局位于馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的亞歷山大·巴甫洛夫說。“目前的火星探測器任務鉆到大約兩英寸(大約五厘米)。在那個深度,完全破壞氨基酸只需要 2000 萬年。添加高氯酸鹽和水會進一步增加氨基酸的破壞速度。” 2000 萬年是一個相對較短的時間,因為科學家們正在尋找火星表面上存在古代生命的證據(jù),這些生命在數(shù)十億年前火星更像地球時就已經(jīng)存在。
這一結(jié)果為僅限于淺層采樣的任務提出了一種新的搜索策略?!皽\層鉆探采樣任務必須尋找最近暴露的露頭——例如,年齡小于 1000 萬年的近期微型隕石坑或從這些隕石坑噴出的物質(zhì),” 6 月 24 日發(fā)表在《天體生物學》上的這項研究論文的主要作者巴甫洛夫說。
宇宙射線是由太陽和深空的強大事件(例如太陽耀斑和爆炸的恒星)產(chǎn)生的高能粒子(主要是質(zhì)子和氦離子)。當有機分子穿透幾碼(米)進入固體巖石時,它們可以降解或破壞有機分子,電離并破壞其路徑上的一切。
地球厚厚的大氣層和全球磁場保護地表免受大多數(shù)宇宙射線的影響。火星年輕時也有這些特征,但隨著年齡的增長失去了這種保護。然而,有證據(jù)表明,數(shù)十億年前,較厚的大氣層使液態(tài)水能夠在這顆紅色星球的表面持續(xù)存在。由于液態(tài)水對生命至關(guān)重要,科學家們想知道火星上是否出現(xiàn)了生命,并通過檢查火星巖石中的氨基酸等有機分子來尋找古代火星生命的證據(jù)。
該團隊在二氧化硅、水合二氧化硅或二氧化硅和高氯酸鹽中混合了幾種類型的氨基酸,以模擬火星土壤中的條件,并在真空條件下將樣品密封在試管中,以模擬稀薄的火星空氣。一些樣本保持在室溫下,大約是火星表面有史以來最熱的溫度,而另一些樣本則被冷卻到更典型的負 67 華氏度(負 55 攝氏度)。這些樣本用不同水平的伽馬輻射(一種高能光)進行爆破,以模擬在火星表面巖石中暴露約 8000 萬年所接收到的宇宙射線劑量。? ?
該實驗是第一個將氨基酸與模擬火星土壤混合的實驗。先前的實驗在純氨基酸樣本上測試了伽馬輻射,但在一塊 10 億年前的巖石中發(fā)現(xiàn)一大群單一氨基酸的可能性很小。
“我們的工作是第一項綜合研究,其中在各種火星相關(guān)因素(溫度、水含量、高氯酸鹽豐度)下研究了廣泛氨基酸的破壞(輻射分解),并比較了輻射分解的速率,”說巴甫洛夫?!笆聦嵶C明,添加硅酸鹽,特別是含有高氯酸鹽的硅酸鹽會大大增加氨基酸的破壞率?!?/p>
雖然尚未在火星上發(fā)現(xiàn)氨基酸,但已在隕石中發(fā)現(xiàn)了氨基酸,其中包括來自火星的一種?!拔覀兇_實在戈達德的天體生物學分析實驗室的南極火星隕石 RBT 04262 中發(fā)現(xiàn)了幾種直鏈氨基酸,我們認為它們起源于火星(不是來自陸地生物學的污染),盡管這些氨基酸在 RBT 04262 中的形成機制仍然不清楚,”美國宇航局戈達德論文的合著者丹尼格拉文說。“由于來自火星的隕石通常會從至少 3.3 英尺(一米)或更深的深度噴射出來,因此 RBT 04262 中的氨基酸可能受到宇宙輻射的保護?!?/p>
美國宇航局的好奇號和毅力號火星車在火星上發(fā)現(xiàn)了有機物質(zhì);然而,它不是生命的決定性標志,因為它可能是由非生物化學創(chuàng)造的。此外,實驗結(jié)果表明,這些漫游車觀測到的有機材料很可能隨著時間的推移被輻射改變,因此與形成時不同。
該研究由美國宇航局通過基礎實驗室研究 (FLaRe) 工作包資助,編號為 80GSFC21M0002、15-EXO15_2-0179 和美國宇航局行星科學部內(nèi)部科學家資助計劃。