NASA 意外發(fā)現(xiàn)火星上最大的有機(jī)物

NASA 的好奇號(hào)火星車檢測(cè)到在這顆紅色星球上發(fā)現(xiàn)的最大的有機(jī)（含碳）分子。

這一發(fā)現(xiàn)是尋找火星上過去生命證據(jù)的最重要發(fā)現(xiàn)之一。這是因?yàn)?，至少在地球上，相?duì)復(fù)雜的長鏈碳分子參與了生物學(xué)。

這些分子實(shí)際上可能是脂肪酸的片段，例如，存在于生物細(xì)胞周圍的膜中。

科學(xué)家們認(rèn)為，如果火星上曾經(jīng)出現(xiàn)過生命，那它很可能是自然界中的微生物。

由于微生物非常小，因此很難確定在火星上發(fā)現(xiàn)生命的任何潛在證據(jù)。這些證據(jù)需要更強(qiáng)大的科學(xué)儀器，這些儀器太大了，無法放在漫游車上。

“好奇號(hào)”發(fā)現(xiàn)的有機(jī)分子由長鏈連接的碳原子組成，其他元素（如氫和氧）與它們鍵合。

它們來自一塊有 37 億年歷史的巖石，被稱為坎伯蘭 （Cumberland），火星車在火星蓋爾隕石坑 （Gale Crater） 的一個(gè)推測(cè)是干涸的湖床上遇到了它?？茖W(xué)家們使用了Mars 樣品分析 （Sam） 儀器在 NASA 漫游車上進(jìn)行發(fā)現(xiàn)。

科學(xué)家們實(shí)際上是在尋找氨基酸的證據(jù)，氨基酸是蛋白質(zhì)的組成部分，因此是我們所知道的生命的關(guān)鍵組成部分。但這個(gè)意外的發(fā)現(xiàn)幾乎同樣令人興奮。該研究發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊.

這些分子包括癸烷，它有 10 個(gè)碳原子和 22 個(gè)氫原子，以及十二烷，有 12 個(gè)碳原子和 26 個(gè)氫原子。這些被稱為烷烴，屬于被稱為碳?xì)浠衔锏幕衔锏姆懂牎?/p>

這是在火星上尋找生命的激動(dòng)人心的時(shí)刻。今年 3 月，科學(xué)家提供的證據(jù)毅力號(hào)火星車在火星其他地方采樣的不同巖石中的特征。

這些特征被稱為“豹斑”和“罌粟種子”，可能是由遙遠(yuǎn)過去的微生物作用產(chǎn)生的，也可能不是。這些發(fā)現(xiàn)已在美國會(huì)議上發(fā)表，尚未在同行評(píng)審期刊上發(fā)表。

這Mars 樣本返回任務(wù)是美國宇航局和歐洲航天局之間的合作，它為毅力號(hào)收集和儲(chǔ)存的巖石樣本可以帶到地球進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室研究帶來了希望。

地球?qū)嶒?yàn)室中可用的強(qiáng)大儀器最終可以確認(rèn)是否有明確的證據(jù)證明火星上過去的生活。

然而，在 2023 年，一個(gè)獨(dú)立審查委員會(huì)批評(píng)了 Mars Sample Return 預(yù)算的增加。這促使各機(jī)構(gòu)重新考慮如何執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。他們目前正在學(xué)習(xí)兩個(gè)修訂的選項(xiàng).

生命跡象？

坎伯蘭是在蓋爾隕石坑的一個(gè)名為耶洛奈夫?yàn)?/a>.這個(gè)區(qū)域包含的巖層看起來可疑沉積物形成時(shí)堆積在湖底。

“好奇號(hào)”的科學(xué)目標(biāo)之一是研究火星上過去的條件可能適合生命發(fā)展的前景，因此古老的湖床是尋找生命的理想場(chǎng)所。

研究人員認(rèn)為，烷烴分子可能曾經(jīng)是更復(fù)雜的脂肪酸分子的組成部分。在地球上，脂肪酸是脂肪和油的成分。例如，它們是通過生物活動(dòng)在幫助形成細(xì)胞膜的過程中產(chǎn)生的。

這建議的存在該巖石樣本中的脂肪酸已經(jīng)存在多年，但新論文詳細(xì)介紹了完整的證據(jù)。

脂肪酸是長的線性烴分子，一端是羧基 （COOH），另一端是甲基 （CH3），形成碳原子和氫原子鏈。

脂肪分子由兩個(gè)主要成分組成：甘油和脂肪酸。甘油是一種醇分子，具有三個(gè)碳原子、五個(gè)氫和三個(gè)羥基（化學(xué)鍵合氧和氫，OH）基團(tuán)。

脂肪酸可能有 4-36 個(gè)碳原子;但是，他們中的大多數(shù)都有 12-18 人。在坎伯蘭發(fā)現(xiàn)的最長的碳鏈有 12 個(gè)原子長。

保存在古代火星巖石中的有機(jī)分子提供了火星過去宜居性的重要記錄，可能是化學(xué)生物特征（曾經(jīng)存在生命的跡象）。

來自坎伯蘭的樣本已被分析通過 Sam 儀器多次使用不同的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，并已顯示出粘土礦物的證據(jù)，以及第一個(gè)（更小、更簡單的）有機(jī)分子早在 2015 年就在火星上發(fā)現(xiàn)。

其中包括 Gale 隕石坑沉積巖中的幾類氯化和含硫有機(jī)化合物，其化學(xué)結(jié)構(gòu)多達(dá)六個(gè)碳原子。這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)使火星上單個(gè)分子中發(fā)現(xiàn)的碳原子數(shù)量增加了一倍。

烷烴分子在火星上尋找生物特征方面具有重要意義，但它們實(shí)際上是如何形成的尚不清楚。它們也可以通過不涉及脂肪酸或生命的地質(zhì)或其他化學(xué)機(jī)制獲得。這些被稱為非生物來源。

然而，它們今天完好無損地存在于暴露在惡劣環(huán)境中數(shù)百萬年的樣本中，這一事實(shí)給了天體生物學(xué)家（研究地球以外生命可能性的科學(xué)家）希望，今天仍然可以檢測(cè)到古代生命的證據(jù)。

樣品中可能含有更長鏈的有機(jī)分子。它還可能包含更復(fù)雜的分子，這些分子表明生命，而不是地質(zhì)過程。

不幸的是，山姆沒有能力探測(cè)到這些，所以下一步是將火星巖石和土壤送到地球上更有能力的實(shí)驗(yàn)室。

Mars Sample Return 將使用毅力號(hào)火星探測(cè)器已經(jīng)收集的樣本執(zhí)行此作?，F(xiàn)在需要的只是預(yù)算。

德里克·沃德-湯普森， 天體物理學(xué)教授，中央蘭開夏大學(xué)和梅根·阿爾戈， 天文學(xué)高級(jí)講師，中央蘭開夏大學(xué)

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