物理科技生物学-PHYICA

火星陨石的有机物质来源于水和岩石之间的地球化学相互作用,而不是生物

天文学与空间 2023-01-10 22:39:50

卡内基科学研究所 艾伦山84001陨石由美国宇航局/JSC/斯坦福大学提供

学分:美国宇航局/JSC/斯坦福大学

根据卡内基的安德鲁·斯蒂尔领导并发表在《科学》杂志上的新分析,从火星撞击地球的陨石中发现的有机分子是在大约40亿年前这颗红色星球上发生的水和岩石相互作用过程中合成的

这颗名为艾伦山(ALH) 84001的陨石于1984年在南极被发现,被认为是已知从火星到达地球的最古老的抛射物之一

斯蒂尔解释说:“分析陨石矿物的来源可以作为一个窗口,既揭示地球历史早期发生的地球化学过程,也揭示火星宜居性的潜力。”斯蒂尔对火星陨石中的有机物质进行了广泛的研究,同时也是毅力号和好奇号科学团队的成员

有机分子包含碳和氢,有时还包含氧、氮、硫和其他元素

有机化合物通常与生命联系在一起,尽管它们也可以由非生物过程产生,即所谓的非生物有机化学

多年来,科学家们一直在争论在艾伦山84001陨石中发现的有机碳的起源故事,其可能性包括与火山活动、火星上的撞击事件或水文暴露有关的各种非生物过程,以及火星上古代生命形式的潜在残余或其撞击地球造成的污染

斯蒂尔领导的团队还包括卡耐基的拉里·尼特勒、王建华、帕梅拉·康拉德、苏西·维塔莱和文森特·里格,以及来自GFZ德国地球科学研究中心、柏林自由大学、美国宇航局约翰逊航天中心、美国宇航局艾姆斯研究中心和伦斯勒理工学院的研究人员,他们使用了各种复杂的样品制备和分析技术——包括同地纳米成像、同位素分析和光谱学——来揭示艾伦山84001陨石中有机分子的来源

他们发现了水-岩石相互作用的证据,类似于地球上发生的那些

这些样本表明火星岩石经历了两个重要的地球化学过程

一种叫做蛇纹石化,发生在富含铁或镁的火成岩与循环水发生化学反应,改变其矿物学性质并在此过程中产生氢气的时候

另一种叫做碳化,涉及岩石和含有溶解二氧化碳的微酸性水之间的相互作用,导致碳酸盐矿物的形成

火星马赛克由美国宇航局提供

信用:美国宇航局 目前还不清楚这些过程是由周围的水环境同时诱发还是依次诱发的,但证据表明,水和岩石之间的相互作用并没有在很长一段时间内发生

然而,显而易见的是,这些反应通过二氧化碳的还原产生了有机物质

这些矿物学特征在火星陨石中很少见,虽然在火星的轨道勘测中已经显示了碳酸化和蛇纹石化,并且在其他不太古老的火星陨石中也发现了碳酸化,但这是这些过程首次出现在来自古代火星的样品中

斯蒂尔在其他火星陨石中以及他与好奇号火星车上的火星样品分析(SAM)团队的合作中检测到了有机分子,这表明在火星的大部分历史中,有机分子的非生物合成一直是火星地球化学的一部分

斯蒂尔总结道:“这种非生物的地质反应导致了有机碳化合物的聚集,生命可能就是从这些有机碳化合物中进化而来的,并代表了一种背景信号,在寻找火星上过去生命的证据时必须考虑到这一点。”

“此外,如果这些反应发生在古代火星上,它们一定发生在古代地球上,也可能解释土星卫星恩克拉多斯的结果

这种有机合成所需要的只是一种含有溶解二氧化碳的盐水,它可以渗透到火成岩中

在火星上寻找生命不仅仅是试图回答“我们是孤独的吗?”它还涉及早期地球环境,并解决了“我们从哪里来?”"

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