NASA毅力号在火星岩石发现神秘紫色薄层也许能为可能存在的远古生命提供线索 _美国

2021年9月10 ，美国航太总署毅力号火星探测车任务的第198个火星日，它在一块名为「罗切特」（Rochette）的岩石上拍摄了这张自拍照。照片上还可以看到毅力号使用机械手臂钻取岩芯样本时留下的两个小洞。PHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH, MSSSPHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH

美国航太总署的毅力号探测车在2021年5月拍摄了这张岩石「纳塔尼」（Nataani）的照片。影像的右侧边缘附近有个紫色的薄层；它被一连串的雷射钻出五个小洞，以研究岩石的成分。PHOTOGRAPH BY NASA, JPL-CALTECH
（）据美国国家地理（撰文：MAYA WEI-HAAS 编译：邱彦纶）：在毅力号探测车所到之处，几乎都能在岩石上发现神秘的紫色薄层──这也许能为火星可能存在的远古生命提供线索。
红色的灰尘将火星的地表与天空都涂抹成锈红色，但美国航太总署（NASA）的毅力号（Perseverance）探测器车却在铁锈色泽中，发现了另一种颜色──在这位「机器人地质学家」造访的几乎每个地点，都出现紫色斑块。
这种颜色在部分岩石上形成光滑的薄层，在另一些岩石上则是留下油漆般的斑点。洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）的地球化学家安．欧里拉（Ann Ollila）在最近举行的美国地球物理联盟（American Geophysical Union）会议上，提出了对这些岩石薄层的初步分析。她说还有一些岩石的局部看起来像被洋红色的「糖霜」覆盖住。
这些颜色出现在各种形状和大小的岩石上──即使是微小的鹅卵石也不例外。但这些薄层究竟是如何形成的呢？欧里拉说：「我真无法给出好答案。」
科学家希望能更深入探讨这个谜团。「随着我们的分析持续进行，有很多事情值得期待。」尼娜．蓝札（Nina Lanza）说；她是洛斯阿拉莫斯国家实验室太空与行星探索团队的负责人，一直以来都与欧里拉一起研究这些薄层。
这些神秘斑点的起源将有助于揭露火星历史的线索，包括它是否可能存在远古生命。在这些薄层形成时，可能已经将周遭状况的资讯写进它们的化学和矿物组成之中，这能帮助科学家重建早已消失的环境。它们还可能还握有更多火星生命存在的直接证据：在地球上，就有许多微生物塑造了类似的岩石表层。
研究这种类型的地壳结构，也能帮助科学家更了解其他行星的运作方式。纽约尼加拉大学的环境微生物学家卡珊德拉．玛诺莎（Cassandra Marnocha）这么问道：「地质作用有多普遍？在不同的星球上又有何差异？」
紫色薄层
这些紫色的火星薄层是在耶泽罗陨石坑（Jezero crater）中发现的，这个45公里宽的凹坑源自数十亿年前的陨石撞击，曾经有个古老的湖泊位于此处。毅力号于2021年2月在这个陨石坑着陆，此后一直在陨石坑中漫游。在探测车行进路线上的几乎每一站，其拍摄照片中都会出现这些紫色「亮点」。
虽然火星上的岩石薄层并不是个新发现，但耶泽罗陨石坑中频繁出现的紫色斑点，让科学家抓破了头也想不出个所以然来。
「我们在过去的探测车任务中，从未见过这些特殊的紫色斑块。」普渡大学的布莱德里．加尔辛斯基（Bradley Garczynski）也在最近的美国地球物理联盟会议上发表了对这些薄层的分析报告。加尔辛斯基利用一对「桅杆相机-Z」（Mastcam-Z）拍摄的影像来研究薄层。他说，这对相机「基本上可说是探测车的科学之眼」，让科学家藉由各种滤镜捕捉特定波长光线所拍摄的影像，来大致了解岩石的组成。
欧里拉和她的同事正使用探测器的「超级相机」（SuperCam）对薄层进行更近距离的观察，该相机能够向岩石发射雷射，使一小部分的物质蒸发，以研究其元素组成。每次发射雷射时，会在岩石表面钻出一个小洞，并发出「啪」的一声。探测车上的麦克风可以捕捉到这个声音，让科学家知道雷射何时穿透薄层并进入下方的岩石。这些声音同时也会揭露岩石的一些属性，例如硬度。
初期的分析结果显示，紫色的薄层似乎比下方的岩石还软，化学属性也不同。加尔辛斯基表示，根据桅杆相机-Z的影像，薄层可能含有数种氧化铁。欧里拉也说，超级相机的分析显示薄层富含氢，偶尔也会有镁。
氢的存在显示水在紫色斑块的形成中发挥了作用。氧化铁也指向有水参与其中，有点像是雨水会在自行车上形成铁锈那样。进一步研究或许能解开关于这颗红色星球潮湿过去的大量讯息，包括水在耶泽罗陨石坑中停留了多久，甚至是湖泊本身的化学组成。加尔辛斯基表示：「薄层的存在可能是这个故事的关键。」
然而，紫色斑块的位置却有点神秘。毅力号目前的路线并没有穿过湖泊沉积物，而是穿过冷却岩浆形成的岩石。这些岩石是如何抵达目前所在的陨石坑底部？水又是何时以何种方式接触这些岩石？这些问题都还不清楚。蓝札说：「如果要我猜，在耶泽罗陨石坑的所有物质中，哪里可以找到薄层，我可能不会猜是这里。」
到目前为止，该团队只分析了一些样本，还正在处理许多挑战。欧里拉指出，超级相机的不同化学读数和雷射的声音变化似乎没有完全一致。要将薄层、底层岩石和火星表面无处不在的灰尘的化学特征区分开来，是项复杂的工作。火星上的强风也干扰了科学家听到雷射声音的时机。
蓝札说：「火星可没想让我们轻松以对。」
微生物「防晒霜」
在地球上，这样的薄层往往与生命有关。这也表示火星的岩石薄层可能是天文生物学家的一大利多。
玛诺莎解释，岩石的角落和裂缝可以为恶劣环境中的微生物创造出微小的安全天堂，提供营养、遮挡阳光，或是在干燥的环境中提供水分。其中有些微生物会代谢从岩石表面冲刷出或溶解在水中的金属，从而形成岩石表面的薄层。在火星上，薄层甚至能防止火星上强烈的太阳辐射分解脆弱的有机结构，并保存古代微生物死亡后的证据。
早在1970年代中期登陆火星的维京号（Viking）任务期间，就发现了火星上岩石薄层的最早迹象，但一直要等到更多探测车登陆后，科学家才确定这些深色的斑点是另一层物质，而非表面污渍，玛诺莎说。
振奋人心的是，在好奇号（Curiosity）探测车目前正在探勘的盖尔陨石坑（Gale crater）中，发现了富含锰的深色薄层。这个发现不禁让人想起地球上有种被称为「岩漆」（varnish）的特殊岩石薄层，而这种薄层往往充满了微小的生命形式。洛斯阿拉莫斯国家实验室的环境微生物学家克里斯．叶格（Chris Yeager）表示，在最近对美国各地岩漆进行的一项调查中，科学家发现了一些「已知的抗辐射细菌」。
耶格尔和他的同事发现，有种特殊类型的蓝绿菌（cyanobacteria）似乎是岩漆中锰含量的关键，它可以聚集金属物质，防止太阳辐射造成的破坏，功能有点像是防晒霜。
蓝札说，在耶泽罗陨石坑中新发现的薄层里，没有被认定为岩漆所需含有的锰，但也并不代表这样的薄层和远古代微生物没有关连。「谁知道火星微生物会怎么做呢？」
研究团队希望能够进一步解开薄层的化学成分，并寻找可能暗示微生物存在的火星地壳有机物质。将这些岩石带回地球实验室进行分析，是确认紫色斑块如何形成的少数几种方法之一。
毅力号在穿越陨石坑时，一直在钻探火星岩石样本，并将它们密封在管中，这些密封管将储存在火星表面，等待将来返回地球的任务带回。虽然这些紫色薄层相当脆弱，欧里拉希望薄层能够经得起采样过程的考验，这样科学家就能在未来进行更仔细的研究。
同时，当毅力号缓慢地驶向耶泽罗三角洲时，研究团队对继续他们的研究工作感到相当兴奋，耶泽罗三角洲是古代河流流入陨石坑时，沉积物所形成的延展冲积扇。蓝札说：「我们仍处在研究的初期阶段，这只是我们可能遇到的一种物质，我认为还有更多发现等着我们。」
相关报道：NASA“好奇号”在火星上发现了一个不寻常的碳特征
（）据cnBeta：探索火星有很多理由：我们有可能在某一天向火星发送载人任务、了解火星的气候在历史上是如何变化的以及如何适用于地球、了解不同类型的行星如那些内部结构跟我们不同的行星。但探索火星的最大原因是试图回答科学中最大的问题之一：在我们自己的星球之外是否会有生命？
挑战在于，寻找生命的证据是一个非常复杂的过程。几乎可以肯定的是，现在火星上没有生命。几十亿年前可能有，但这种生命，如果它存在的话很可能也只是微生物。这意味着要找到它的证据我们必须非常仔细地寻找。
NASA的“好奇号”和“毅力号”漫游车正在寻找古代生命的迹象，这是它们在火星上任务的一个主要部分。正如该机构局本周所透露的， “好奇号”最近有了一个有趣的发现，其形式是一个不寻常的碳特征。
截止到目前，好奇号已经收集并分析了一些岩石样本。研究人员表示，在其中几个样本中，他们发现了一种跟生物过程有关的碳。“好奇号”研究员Paul Mahaffy说道：“我们在火星上发现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经发现了生命。因此，我们正在研究，如果不是生命，还有什么可能造成我们看到的碳信号。”
研究人员解释称，该特征跟他们从地球上的古细菌中看到的相似，古细菌可能通过释放甲烷产生这种特征。但这种解释是基于地球的条件，科学家们小心翼翼地指出，我们不应该假设这意味着火星上也会有同样的过程。
“最难的事情是放下地球，放下我们的偏见，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，”另一位研究人员，天体生物学家Jennifer L. Eigenbrode说道，“我们需要打开我们的思维，跳出框框，这就是这篇论文所做的。”
研究人员还为这些特征提供了另外两种非生物性（或跟生命无关）的解释：它们可能来自阳光对火星大气中二氧化碳的影响，或碳可能是我们整个太阳系通过分子云时留下的。
“所有这三种解释都符合数据，”碳研究负责人Christopher House说道， “我们只是需要更多的数据来排除它们。”
碳是生命的一个关键元素，在地球上，它是一个循环的一部分，在空气、水和生物中流动。我们知道这在我们的星球上是如何运作的，我们怀疑火星上也可能发生类似的事情，但我们不确定是否曾经有生命参与其中。为了了解最近发现的碳特征是真正的生物性质还是火星地质学的产物，“好奇号”需要更详细地研究火星上的碳循环。
“好奇号”科学家Andrew Steele说道：“确定火星上的碳循环绝对是试图了解生命如何融入这一循环的关键。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定义这个循环。”

NASA毅力号在火星岩石发现神秘紫色薄层 也许能为可能存在的远古生命提供线索

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