几个世纪以来,科学家们一直在猜测地球上是否存在生命。。 但直到过去 15 年,对生命(过去和现在)的探索才真正开始升温。
正是在这个时候,在火星大气中检测到了甲烷,一种与地球上许多生命形式相关的有机分子(即“生物特征”)。
从那时起,研究火星大气甲烷的尝试产生了不同的结果。 在某些情况下,人们发现甲烷浓度是正常浓度的几倍; 在其他情况下,它不存在。
为了解答这个谜团,一个跨学科团队从奥胡斯大学最近进行了一项研究,他们调查了从火星大气中去除甲烷的可能机制。
在火星上,甲烷的产生本质上是季节性的,从北半球冬季的约十亿分之 0.24 到夏季的约 0.65 ppb 波动。
同时,还检测到了延伸的羽流,这表明它也定期从离散区域释放。 有两次,好奇号火星车恰好位于羽流附近; 在2014年12月然后再次回到六月。
多年来,人们针对这种甲烷的产生和消失提出了各种机制。 在生产方面,这些过程的范围从非生物过程,如蛇纹石化(水、二氧化碳和橄榄石之间的相互作用)到微生物的生物生产。
至于如何去除它,这仍然是一个谜,但更是如此。
(美国宇航局)
最明显的机制是光化学降解,来自太阳的紫外线辐射导致甲烷分解成二氧化碳、甲醛和甲醇。 然而,这个过程无法解释大气中的甲烷如何如此迅速地消失,而这是该过程中最重要的部分。
奥胡斯大学的研究小组最近发表在科学杂志《伊卡洛斯》上的研究火星模拟实验室提出“跳跃”可能是负责的。 从本质上讲,他们认为风驱动的侵蚀可能是甲烷电离成甲基(CH3)、亚甲基(CH2)和碳炔(CH)等化合物的原因。
研究小组使用玄武岩和斜长石等类似火星的矿物,发现这些固体在侵蚀过程中可能会被氧化,气体会被电离? 从而表明电离甲烷与矿物表面发生反应并结合。 他们还发现斜长石(火星表面材料的主要成分)中的硅原子与源自甲烷的甲基中存在的碳原子结合。
模拟火星上的风蚀。 (火星模拟实验室/AU)
基于这些结果,研究小组得出结论,这种机制比光化学过程有效得多,并且可以解释甲烷如何在观察到的时间范围内从火星大气中去除并沉积在土壤中。 但也许最有趣的是这些发现对火星生命可能存在的影响。
除了对甲烷的影响外,研究还表明,这些矿物质研究可能导致活性氧化学物质的形成,如过氧化物、超氧化物和其他对生物体毒性很大的化学物质? 包括细菌。 这些化合物的存在本质上意味着生命在火星表面或附近存在的可能性很小。
展望未来,该团队打算进行后续研究,以检查束缚甲烷的情况,甲烷是一种更复杂的有机物质,可能起源于火星或由陨石沉积。 简而言之,他们想看看是否相同的侵蚀过程可以改变或去除这种物质,因为它是大气中的甲烷。
这些调查的结果有望进一步阐明与在火星上寻找生命有关的一个关键问题? 即有机材料如何在火星环境中保存。 他们还将为未来寻找生命迹象的火星任务提供信息,就像欧空局的任务一样外火星 2020漫游车和 NASA 的火星 2020漫游车(两者均计划于 2021 年抵达)。