谈论在上面寻找生命的痕迹是件好事，但我们还需要知道去哪里寻找。去火星很难– 我们希望确保充分利用可用的机会，以免浪费这次旅行。
但还有很多内容需要涵盖。火星的干燥陆地表面积几乎与地球相同，但有一个关键区别。把一块石头扔到地球上，它可能会落在有生命的地方。然而，火星上生命的历史却是一个很大的问号。
和可以使在火星上寻找生命变得不那么困难。由 SETI 研究所的天体生物学家 Kimberley Warren-Rhodes 领导的一个国际研究小组表明，这些工具可以识别地理数据中隐藏的模式，这些模式可能表明生命迹象的存在。
“我们的框架使我们能够将统计生态学的力量与机器学习结合起来，以发现和预测自然在地球上最恶劣的景观中生存和分布的模式和规则。”沃伦-罗德斯解释说。
“我们希望其他天体生物学团队采用我们的方法来绘制其他宜居环境和生物特征。利用这些模型，我们可以设计定制的路线图和算法，引导漫游车前往最有可能孕育过去或现在生命的地方——无论多么隐藏或罕见。”
地球上有一个地方与火星干旱的平原惊人地相似。这就是地球上最干旱的地方之一，已经有几十年没有下雨了。即使在这个荒凉的地方，藏在口袋里和地下。
沃伦-罗德斯和她的同事们重点研究了阿塔卡马沙漠和高原高原之间的一个地区，称为帕霍纳莱斯盐沼 (Salar de Pajonales)。这个盆地是一个古老的河床，也是地球上最好的火星环境类似物之一。它海拔 3,541 米（11,617 英尺），海拔很高，因此受到高紫外线照射。它的氧气含量也很低，而且极其干燥和含盐量高……但不知何故，可以在那里找到生命，生活在矿物层中。
在 2.78 平方公里（1.07 平方英里）的区域内，研究人员仔细拍摄了 7,765 张图像和 1,154 个样本，寻找能够泄露光合微生物存在的生物特征。其中包括类胡萝卜素和叶绿素色素，它们将岩石染成粉红色或绿色。
他们还使用无人机拍摄航拍图像来模拟绕火星运行的卫星获得的图像，并添加 3D 地形图。所有这些信息随后被输入卷积神经网络（CNN）训练人工智能识别盆地中更有可能充满生命的结构。
有趣的是，尽管该地区的矿物成分几乎均匀，CNN 仍能够识别盆地中微生物生命的分布模式。
软矿物石膏的圆顶大约有 40% 有人居住，而带有石膏带图案的地面条纹大约有 50% 有人居住。研究人员仔细观察了这些特征的哪些部分有人居住，发现了微栖息地。这些微生物被强烈地吸引到雪花石膏的部分，雪花石膏是一种细粒、多孔的石膏，可以保留水分。
研究小组发现，这些雪花石膏微生境“几乎普遍有人居住”，是生物特征最可靠的预测因子，表明含水量是微生境分布的主要驱动因素。
与在火星上寻找生命更相关的是，CNN 使研究人员能够正确识别生物特征的正确率高达 87.5%，而随机搜索的正确率仅为 10%。这使得他们需要覆盖的地面面积减少了 85% 到 97%。
“对于航空图像和地面厘米级数据，该模型表现出对极有可能包含生物特征的地质材料存在的高预测能力，”计算机科学家 Freddie Kalaitzis 说英国牛津大学的学士。
“结果与地面实况数据非常吻合，生物特征的分布与水文特征密切相关。”
因此，这种方法似乎有多种好处。这项工作让我们了解了地球上极端环境下的生命，并为识别火星上的生命展现了希望。并可以帮助识别地球上的其他生物特征。
该团队计划尝试在其他生物特征上训练 CNN，例如叠层石，这是一种化石微生物垫，可以以及嗜盐菌群落，即在超盐环境中繁衍生息的生物体。
“我们的框架使我们能够将统计生态学的力量与机器学习结合起来，以发现和预测自然在地球上最恶劣的景观中生存和分布的模式和规则。”沃伦-罗兹说。
“我们希望其他天体生物学团队采用我们的方法来绘制其他宜居环境和生物特征。利用这些模型，我们可以设计定制的路线图和算法，引导漫游车前往最有可能孕育过去或现在生命的地方——无论多么隐藏或罕见。”
该研究发表于自然天文学。
