科学探索|或可能存在生物活动:“好奇号”在火星岩床中看到了强烈的碳特征( 二 )


理解像这样的碳信号的困难之一是我们所谓的地球偏见 。科学家对大气化学和相关事物的了解大多是基于地球的 。因此,当涉及到火星上这个新发现的碳特征时,科学家们会发现要保持他们的思想开放并接受火星上可能不存在的新的可能性则成为了一个挑战 。
参与碳研究的戈达德天体生物学家Jennifer L. Eigenbrode指出:“最困难的事情是放下地球、放下我们的那种偏见,真正尝试去了解火星上的化学、物理和环境过程的基本原理 。”此前,Eigenbrode曾带领好奇号科学家组成的国际团队在火星表面发现了无数的有机分子--含有碳的分子 。
“我们需要打开思路,跳出框框,”Eigenbrode说道,“而这正是这篇论文所做的 。”
研究人员在他们的论文中指出了对不寻常的碳特征的两种非生物解释 。其中一个涉及到分子云 。分子云假说指出,我们的太阳系在数亿年前经过了一个分子云 。这是一个罕见的事件,但它约每1亿年发生一次,所以科学家们不能不去考虑它 。
分子云主要是分子氢,但其中可能富含好奇号在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,在这种情况下导致冰川运动 。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 。该论文指出--“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,因为好奇号在山脊的顶部发现了一些升高的C12含量--如Vera Rubin山脊的顶部和Gale环形山的其他高点 。论文指出,这些样本是从各种岩性中收集到的,另外在时间上分布在迄今为止的任务操作中 。尽管如此,分子云假说是一个不太可能的事件链 。

科学探索|或可能存在生物活动:“好奇号”在火星岩床中看到了强烈的碳特征
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另一个非生物假说则涉及紫外线 。火星大气中95%以上是二氧化碳,在这种情况下,紫外线会跟火星大气中的二氧化碳气体发生作用从而产生新的含碳分子 。这些分子会落在火星的表面并成为那里的岩石的一部分 。这个假说类似于地球上甲烷菌间接产生C12的方式,但它完全是非生物的 。
“这三种解释都符合数据,”论文的第一作者Christopher House说道,“我们只是需要更多的数据来排除它们 。”

科学探索|或可能存在生物活动:“好奇号”在火星岩床中看到了强烈的碳特征
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“在地球上,会产生我们在火星上探测到的碳信号的过程是生物性的,”House补充道,“我们必须了解同样的解释是否适用于火星或是否有其他解释,因为火星非常不同 。”
几乎一半的好奇号样品的C12含量意外地升高了 。它们不仅高于地球的比例,也高于科学家在火星陨石和火星大气中发现的比例 。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 。
不过科学家们仍在学习火星的碳循环,并且有很多我们仍然一无所知 。根据地球的碳循环对火星的碳循环做出假设是很诱人的 。但碳可能以我们甚至还没有猜到的方式在火星上循环 。无论这种碳特征最终是否成为生命的信号,在了解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了解生命如何融入该循环的关键,”驻华盛顿特区卡内基科学研究所的好奇号科学家Andrew Steele说道,“我们已经在地球上真正成功地做到了这一点,但我们刚刚开始为火星界定该循环 。”
但根据地球的碳循环得出火星的结论并不容易 。Steele清楚地表明了这一点--“地球上的碳循环有一大块涉及到生命,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,因为我们所看到的任何地方都有生命 。”