
很久以前,在火星蓋爾隕石坑的最低處,有一個湖泊,它的長度和寬度與紐約州北部的五指湖之一差不多。幾條河流注入其中。如果你站在湖邊,或許可以看到遠處山脈的山頂覆蓋著白雪或冰層。
在火星上度過最初的100個火星日(sol)後,NASA的好奇號火星車駛入了這片如今已乾涸的湖床。火星車沿途拍攝了岩石照片,並鑽了兩個孔採集樣本。科學家們正是透過這些樣本確定了這個湖泊的存在,並且發現它的水質與地球上的水相比並沒有太大的不同。湖水的pH值相對中性,鹽度也很低。 「我很有把握它比海水更淡,」紐約州立大學石溪分校的地球科學家斯科特·麥克倫南說道,他參與了這項研究以及其他基於好奇號數據的研究。
麥克倫南告訴《大眾科學》雜誌,這是微生物可能生存過的水,儘管「好奇號」火星車沒有在火星上發現生命的直接證據,而且它的設計目的也不是為了發現生命。

這些發現是「好奇號」火星車今日發表在《科學》雜誌上的第二批重要論文的一部分。在第一批論文中,科學家們對「好奇號」探測到的一些土壤進行了表徵,並確定火星土壤中含有一些水,未來人類或許能夠提取這些水。在這一系列發現中,科學家進一步了解了蓋爾隕石坑中水、岩石和輻射的歷史。他們還確定了尋找有機化合物(大多數生命形式必需且由生命形式產生的分子)的位置。科學家尚未在火星上發現大量的有機物,但他們認為,如果找對地方,仍然有可能找到它們。問題在於,火星表面暴露在輻射中,即使有機化合物曾經存在於這顆星球上,也會被輻射分解。
以下是今天研究成果的要點。我在下方附上了《科學》雜誌聲稱會發布論文免費版本的連結。但是,由於論文似乎尚未發布(我嘗試訪問時顯示404錯誤),我還提供了《科學》雜誌網站上論文的鏈接,不過您可能只能看到摘要。
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在黃刀灣,「好奇號」火星車偵測到岩層,科學家認為這些岩層是由流入低窪湖泊的河流沉積而成。 「好奇號」在這些岩石中只發現了少量鹽分,以及一些如果湖水不是中性就不會存在的礦物質。它還發現了一些礦物質,顯示湖水曾經含有對某些被稱為化能自養菌的地球細菌至關重要的化合物。這些細菌透過分解周圍岩石中的礦物質來獲取能量。
麥克倫南說:“我們從地球上的古代岩石中獲得了大量證據,證明微生物能夠在完全相同的環境中生存。”

研究人員認為,蓋爾隕石坑中的水最初可能相當新鮮,之後隨著周圍岩石中的礦物質溶解,其性質發生了變化。隕石坑中的沉積物也表明,那裡的水存在了大約1500年,儘管這些計算並不十分精確——時間甚至可能長達數萬年或數十萬年。這個湖泊可能曾經乾涸過,然後又從火星曾經擁有的地下水中重新註滿。地球化學家仍在研究其中的細節。
(原文請見此處或Science網站。)
尋找有機物
「好奇號」火星車上的一個儀器會用高溫照射樣本,然後檢測岩石釋放出的氣體。部分分析結果顯示,火星上有碳和氮,這兩種元素都是生命必需的。然而,科學家們尚無法確定這些碳是來自礦物還是有機分子。
(原文請見此處或Science網站。 )
美國太空總署戈達德太空飛行中心科學家珍妮佛艾根布羅德在網路記者會上表示,由於火星稀薄的大氣層受到強烈的宇宙輻射,科學家們未能找到更多有機分子的證據。但另一個研究團隊正在嘗試克服這個難題。團隊模擬了蓋爾隕石坑中風力對岩石的風化作用。他們的研究結果指明了「好奇號」火星車應該行駛的方向,以便找到那些風化時間較短、受輻射影響較小的岩石表面。這些岩石可能仍然含有完整的有機分子。
(原文請見此處或Science網站。)

輻射衝擊
一個研究團隊測量了「好奇號」火星車在約300天內所受到的輻射量。測量結果顯示了過去微生物所面臨的輻射水平,以及未來人類訪客需要採取的防護措施。
太空人飛往火星,在那裡停留500天,然後再返回地球,將會受到大約1000毫西弗的輻射。這比太空人在國際太空站停留六個月期間所受到的輻射量高出10倍以上。
(原文請見此處或Science網站。)
還有更多
今天發表的一項研究對「好奇號」火星車鑽探的兩公分深鑽孔中提取的岩石的礦物成分進行了分析。這項分析讓科學家更清楚了解這些岩石在火星歷史上的形成時間(點擊此處或造訪《科學》雜誌查看原文)。
另一篇論文確定,其中一塊岩石樣本形成於寒冷乾燥時期,這表明火星的地質歷史是多樣化的,既包括潮濕時期,也包括乾燥時期。 (請參閱此處的原始論文,或在《科學》雜誌上查看。)