2008 年底,NASA 火星探測軌道器拍攝到一組巖層圖像,地質分析師埃爾曼研究發現:這些巖層是由碳酸鹽構成。這些碳酸鹽的存在暗示古老火星曾有生命物質存在,碳酸鹽所在地可能就是火星生命曾經的溫床。這一發現也使2009 年秋季NASA 新一輪的火星探索鎖定目標。
文/ 西簡
“火星仿佛地球的一個堂兄弟,然而它又冷又干,毫無生命力。我很想讓人們看到,過去(大約30 億年前)火星也是和地球一樣的,有流水,也有活火山。幾乎在同一時期,生命在地球繁衍進化,那么當時火星上是不是也有生命在演化呢?為什么火星變成了我們今天看到的這個樣子?這些研究的結果是不是能告訴我們為什么地球的系統幾十億年來保持著適宜居住的環境呢?”當被問及是什么令貝瑟妮?埃爾曼(BethanyEhlmann)醉心于火星的探索時,她的回答是更多的提問。
2008 年底,裝置在NASA 火星探測軌道器(MRO) 上的火星專用小型偵察影像頻譜儀(CRISM)獲得了一組圖像,這些圖像顯示出火星上存在著大量的碳酸鹽。一直以來,這些在地球上微不足道的碳酸鹽,卻是關于火星生命存在的推想中最重要的一道缺失環節。火星上已經確認存在水,碳酸鹽則意味著另一種生命要素有機物的存在,而碳酸鹽的形成環境,也對溫度有著一定的要求,可以說,碳酸鹽的形成和生命物質的形成有著極度相似的環境要求。
如今這些礦物質的發現,至少可以令科學家確認,即使火星上沒有現存的生命物質,但是它的遠古時期,卻有可能和地球一樣,出現過生命物質。
“火星碳酸鹽”的發現結果隨即在《科學》雜志上發表,論文的主要撰稿人就是埃爾曼,在她的論文中,她同時公布了一張關于火星碳酸鹽分布的三維圖像,這張圖像是她和她的同事根據CRISM 傳回的光譜數據繪制出來的。
“這張圖將幫助NASA 鎖定下一輪火星探索的目標。”埃爾曼說。新一輪的火星探索將在2009 年秋季進行,探索火星生命的存在是其中最主要的任務之一,現在,這項探索任務變得更加有的放矢了。
碳酸鹽巖層的首次發現
這片碳酸鹽巖層大約綿延20 多公里,在埃爾曼論文圖片中顯現為一片藍綠色的、仿佛黏土的區域。它實際上是火星“尼利- 福薩”(Nili Fossae)地區一個峽谷的巖層礦物的立體圖。“尼利- 福薩”地區是NASA 計劃將要登陸的一個地方,也是美國7 個“火星探索試驗室”的候選場所之一,這里充滿著縱深的峽谷,直切入到火星表面土壤之下。
不過可能正是這樣的峽谷地貌才使碳酸鹽得以保存,科學家們認為,碳酸鹽會在酸性環境中消融,但由于峽谷在火星土壤之下,這片碳酸鹽礦反而得以保存,避免了被火星惡劣氣候侵蝕。而現在的火星,已經完全呈現出一種被酸性環境風化過的面貌。
火星碳酸鹽幾乎已經要被科學家認為只在理論上存在的物質了。
2008 年7 月31 日,NASA 的“鳳凰號”探測器在給其采集的土壤樣本加熱時,發現有水蒸氣產生,從而確定火星上存在著水。然而,雖說水是生命之源,但這并不意味著有水就有生命物質存在。很多科學家認為火星上存在的水僅僅是一種酸性液體,這種液體并不支持生命物質存活;接著8 月份,NASA在火星上發現高氯酸鹽和硫化礦物,這兩種物質都呈酸性,對生命體有害無益,這些礦物質的發現幾乎同時讓“火星上有水”的發現退回到一種毫無建設意義的境地。科學家們都希望能發現碳酸鹽類的礦物,因為只有這種礦物才能證明與之反應的水是中性或堿性的,這才是生命體衍生所需要的水。
也有一些好消息。埃爾曼介紹說,其實“鳳凰號”探測器也發現過微量的碳酸鹽類物質, “只不過那些發現都太‘微量’了,只是在火星灰塵里發現一些線索,你不知道它們來自于火星哪里,所以也很難將它作為研究的依據。”
“尼利- 福薩”一帶的碳酸鹽巖層是NASA 首次發現的最大礦區,它是火星地貌的一部分,埃爾曼的發現讓進行火星生命探索的科學家們可以鎖定一個地點,研究火星的生命演化之謎。
碳酸鹽揭示火星歷史
發現“尼利- 福薩”碳酸鹽巖層,另一個重要意義在于,它為科學家研究火星環境的歷史,提供了一份好的“標本”。
埃爾曼在她的三維圖像中,用不同顏色來表示碳酸鹽成分和形成過程的差異。在圖像的右下角,一小片無遮蔽的巖石呈現出綠色,而最高處的巖層則呈現出紫色,中間則環繞著帶狀的黃色巖層。根據對光譜的分析,埃爾曼得出結論,這些巖層的不同色澤,都是含鐵、含鎂的火星黏土和水部分發生反應,才呈現出這樣的顏色來的。
埃爾曼和她的同事們還大致確定,這片主要由碳酸鎂和碳酸鐵構成的彩色巖層主要形成于距今39 億年前至35億年前的諾亞紀(Noachian)和距今35 億年前的赫斯伯利亞紀早期(earlyHesperian era),關于這些巖層是怎樣形成的,科學家們做出了這樣的&l