宾夕法尼亚州立大学
美国宇航局的好奇号火星探测器在索尔2291号上拍摄的一张自拍照，拍摄地点位于薇拉·鲁宾山脊的“岩石大厅”钻井现场
研究小组报告的令人惊讶的碳同位素特征是，从这个钻孔释放的粉末中减少的碳被碳13强烈耗尽
这张自拍照由火星车的火星手镜头成像仪(MAHLI)拍摄的57张独立图像组成，MAHLI是火星车机械臂末端的一个摄像头
信用:美国宇航局/加州理工学院-JPL/MSSS
美国宇航局的好奇号火星车于2008年8月16日登陆火星
2012年6月6日，从那以后，他在盖尔环形山漫游，采集样本并将结果送回家中供研究人员解读
对从六个暴露地点(包括一个暴露的悬崖)采集的沉积物样本中的碳同位素进行分析后，研究人员对碳的来源给出了三种看似合理的解释——宇宙尘埃、二氧化碳的紫外线降解或生物产生的甲烷的紫外线降解
研究人员今天在《美国国家科学院院刊》上指出，“所有这三种情况都是非传统的，不像地球上常见的过程
" 碳有两种稳定的同位素，12和13
通过观察每种物质的含量，研究人员可以确定发生的碳循环的细节，即使它发生在很久以前
克里斯托弗·H说:“我们太阳系中的碳12和碳13的数量是太阳系形成时存在的数量。”
宾夕法尼亚州立大学地球科学教授豪斯
“两者都存在于一切事物中，但由于碳12比碳13反应更快，观察样品中每种物质的相对含量可以揭示碳循环。”
" 由美国宇航局位于南加州的喷气推进实验室领导的好奇号，在过去的九年里一直在探索盖尔陨石坑的一个区域，该区域暴露了古老的岩石层
漫游者钻入这些层的表面，从埋藏的沉积层中回收样本
好奇号在无氧条件下加热样品，分离出任何化学物质
对这种热解产生的一部分还原碳的光谱分析表明，碳12和碳13的量范围很广，这取决于原始样品在何处或何时形成
一些碳在碳13中异常减少，而其他碳样品在碳13中增加
“碳13极度缺乏的样本有点像澳大利亚从2
70亿年前，”豪斯说
“那些样本是由古代微生物垫消耗甲烷时的生物活动引起的，但我们不一定能说在火星上是这样，因为它是一颗可能由与地球不同的材料和过程形成的行星。”
" 为了解释异常枯竭的样本，研究人员提出了三种可能性——宇宙尘埃云、分解二氧化碳的紫外线辐射或生物产生的甲烷的紫外线降解
根据豪斯的说法，太阳系每隔几亿年就会穿过一个星系分子云
“它不会沉积很多灰尘，”豪斯说
“在地球记录中很难看到这些沉积事件
" 为了创造一个好奇号可以取样的层，银河尘埃云将首先降低火星上的温度，火星上仍然有水，并形成了冰川
灰尘会沉积在冰层上，一旦冰川融化，灰尘需要留在原地，留下一层含有碳的灰尘
到目前为止，火星盖尔陨石坑过去冰川的证据有限
根据研究人员的说法，“这种解释是合理的，但它需要额外的研究
" 碳13含量较低的第二种可能的解释是二氧化碳通过紫外线转化为有机化合物，如甲醛
薇拉·鲁宾山脊上的高地钻孔
这个洞的钻粉显示了碳同位素值，表明碳循环包括地下生命、穿透大气层的强烈紫外线辐射或星际尘埃
这张照片是由sol 2247上的火星手镜头成像仪拍摄的
信用:美国宇航局/加州理工学院-JPL/MSSS
豪斯说:“有论文预测紫外线可能导致这种类型的分馏。”
“然而，我们需要更多的实验结果来显示这种大小分级，这样我们就可以排除这种解释
" 产生碳13贫化样品的第三种可能方法具有生物学基础
在地球上，来自古地表的强烈碳13耗尽信号表明过去的微生物消耗了微生物产生的甲烷
古代火星可能有大量甲烷从地下释放出来，在那里甲烷的产生在能量上是有利的
然后，释放的甲烷要么被表面微生物消耗，要么与紫外线发生反应，直接沉积在表面
然而，根据研究人员的说法，目前在过去的火星景观上没有表面微生物的沉积证据，因此论文中强调的生物学解释依赖于紫外线将碳13信号放置在地面上
豪斯说:“这三种可能性都指向一种不同于当今地球上任何事物的不寻常的碳循环。”
“但是我们需要更多的数据来找出哪一个是正确的解释
如果火星车能够探测到一个巨大的甲烷羽流，并测量其中的碳同位素，那就太好了，但是虽然有甲烷羽流，但大多数都很小，而且没有火星车采集到足够大的样本来测量同位素
" 豪斯还指出，发现微生物垫的遗迹或冰川沉积物的证据也可能会让事情变得明朗一点
豪斯说:“我们对自己的解释持谨慎态度，这是研究另一个世界时最好的课程。”
好奇号仍在收集和分析样本，并将在大约一个月后返回到它在这项研究中发现一些样本的地方
豪斯说:“这项研究实现了火星探索的长期目标。”
“从另一个宜居世界的沉积物中测量不同的碳同位素——这是最重要的地质工具之一，它是通过观察9年的探索来实现的
" 在宾夕法尼亚州立大学工作的还有格雷戈里·M
最近获得地球科学博士学位的王
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