科学家发现,盐可能是火星有机物质的重要组成部分
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发布时间：2022-12-26 06:46
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时间：2023-10-15 00:12
除了为火星上曾经存在有机物的观点提供更多证据之外，直接探测有机盐也可以支持现代火星的可居住性，因为在地球上，一些有机体可以利用有机盐，如草酸盐和醋酸盐来获取能量。
“如果我们确定火星上有有机盐集中的地方,我们要进一步调查这些地区,和理想钻更深的表面下,有机物可以更好地保存下来,”詹姆斯·m·t·刘易斯说,有机地球化学的研究,3月30日发表在地球物理学研究杂志:行星。刘易斯在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心工作。
刘易斯的实验室实验和“火星样本分析”(SAM)的数据分析间接表明了有机盐的存在。“火星样本分析”是“好奇号”腹部的一个便携式化学实验室。但是在火星上直接识别它们很难用像SAM这样的仪器来完成，SAM会加热火星土壤和岩石，释放出气体来显示这些样本的成分。挑战在于，加热有机盐只会产生简单的气体，这些气体可以被火星土壤中的其他成分释放出来。
然而，刘易斯和他的团队提出，另一种“好奇号”仪器使用不同的技术来观察火星土壤，即化学和矿物学仪器，简称CheMin，可以检测到某些有机盐，如果它们存在足够的量。到目前为止，CheMin还没有检测到有机盐。
找到有机分子，或者它们的有机盐残留物，对于美国宇航局寻找其他星球上的生命至关重要。但在火星表面，这是一项具有挑战性的任务，数十亿年的辐射已经抹去或分解了有机物质。就像考古学家挖掘陶器一样，“好奇号”收集火星上的土壤和岩石，其中可能含有有机化合物的小块，然后SAM和其他仪器确定它们的化学结构。
利用好奇号传回地球的数据，刘易斯和他的团队等科学家试图将这些破碎的有机碎片拼凑起来。他们的目标是推断出它们曾经属于哪种类型的大分子，以及这些分子可以揭示火星上的古代环境和潜在生物。
“我们正试图解开数十亿年的有机化学过程，”刘易斯说，“在有机记录中可能有终极大奖:火星上曾经存在生命的证据。”
虽然一些专家几十年来一直预测火星上保存着古老的有机化合物，但“好奇号”的SAM实验证实了这一点。例如，2018年，美国国家航空航天局戈达德太空生物学家詹妮弗·l·埃杰布洛德(Jennifer L. Eigenbrode)领导了一支由“好奇号”任务科学家组成的国际团队，报告称，他们发现了无数含有我们所知的生命必需元素碳的分子。科学家们认为大多数含碳分子都是“有机分子”。
埃杰布洛德说:“我们在地表发现的30亿年岩石中保存着有机物，这是一个非常有希望的迹象，表明我们可能能够从地表下保存得更好的样本中获取更多信息。”她和刘易斯一起做了这项新研究。
几十年前，科学家预测火星上的有机化合物可能会分解成盐。他们认为，这些盐比那些与生物功能相关的大而复杂的分子更有可能存留在火星表面。
如果火星样品中存在有机盐，刘易斯和他的团队想要弄清楚在SAM的烤箱中被加热是如何影响他们释放的气体类型的。SAM的工作原理是将样品加热到1800华氏度(1000摄氏度)以上。热量使分子分解，释放出一些气体。不同的分子在特定的温度下释放不同的气体;因此，通过观察哪个温度释放出哪个气体，科学家可以推断出样品是由什么组成的。
“当加热火星样本,有许多矿物质和有机物之间的交互,可以使它更加难以得出结论从我们的实验中,我们的工作做的是试图拆散这些交互以便科学家在火星上做分析可以使用这一信息,”刘易斯说。
刘易斯分析了一系列有机盐与惰性硅粉混合，以复制火星岩石。他还研究了在二氧化硅混合物中加入高氯酸盐的影响。高氯酸盐是一种含有氯和氧的盐，在火星上很常见。科学家们一直担心他们会干扰寻找有机物迹象的实验。
事实上，研究人员发现高氯酸盐确实干扰了他们的实验，并且他们指出了干扰的原因。但他们也发现，与没有高氯酸盐的情况相比，他们从含有高氯酸盐的样本中收集的结果更符合SAM的数据，这支持了火星上存在有机盐的可能性。
此外，刘易斯和他的团队报告说，“好奇号”的仪器CheMin可以检测到有机盐。为了确定一个样品的成分，CheMin向它发射x射线，并测量x射线对探测器的衍射角度。
随着好奇号进入盖尔环形山夏普山的新区域，“好奇号”的SAM和CheMin团队将继续寻找有机盐的信号。
很快，科学家们也将有机会研究火星表面下保存得更好的土壤。欧洲航天局(European Space Agency)即将推出的ExoMars漫球车(ExoMars rover)将携带戈达德(Goddard)仪器，分析火星更深层次的化学成分。该漫球车的装备可以下钻6.5英尺(约合2米)。美国宇航局的“毅力”号火星车没有可以探测有机盐的仪器，但它正在收集样本，以便将来返回地球时使用精密的实验室机器寻找有机化合物。
