解析火星神秘鹽:或是"地外生命"能量食物

來源：中國經濟網

2009年4月16日

科學家解析火星上神秘鹽物質，稱其與火星水迴圈有關，可作為火星
生命的營養食物

鳳凰號探測到土壤中有冰物質

鳳凰號揭示了更多的火星之謎

據美國太空網報道，美國宇航局“鳳凰號”探測器著陸在火星北極地區，它所進行的測量和發現使科學家能夠更多地理解這顆紅色行星的化學性質和環境特徵。在鳳凰號的勘測中，陸續有了驚人發現，比如：發現液態水和降雪現象，但在這些發現中最令科學家們高度關注的除了液態水之外，就是發現的一種奇特類型的鹽物質，它對於影響火星水迴圈和支援生命存在具有重要影響。上周，美國德克薩斯州召開的第40屆月球和行星科學大會(LPSC)上發表了幾項研究報告，幾位鳳凰號探測器研究小組成員也提出了對火星奇特鹽物質的研究分析，他們稱這種火星鹽物質為“高氯酸鹽” (perchlorates)。這種物質可能影響火星水迴圈，對火星的生命體可能起到推動或抑制的作用，它還可以在火星極地冰冠下形成軟泥，對冰層起到潤滑和使其滑動的功能。目前，美國太空網綜合多位科學家的研究觀點，對火星上神秘的高氯酸鹽物質進行了深度剖析。高氯酸鹽——令人意想不到的發現 2008年5月25日，鳳凰號探測器著陸在火星北極“瓦斯蒂塔斯-伯勒裏斯”(Vastitas Borealis)平原，目前該探測器已結束了5個月的火星土壤和地下冰水樣本的採集和分析工作，它為分析火星歷史上可能存在的生命居住性提供了大量研究素材。鳳凰號揭示了大量不曾預料到的發現：鹼性土壤(之前科學家認為火星風化層土壤呈酸性)、太空的降雪、探測器挖掘出粘性土壤塊。而同時該探測器通過顯微、電化學及電導率分析儀(MECA)潮濕化學實驗室發現了高氯酸鹽，這將很大程度上暗示著火星土壤化學屬性、水迴圈和潛在的生命居住性。美國亞利桑那州立大學鳳凰號探測器首席研究員彼得-史密斯(Peter Smith)在鳳凰號失去動力後進行任務評估時稱，該探測器的重大發現完全出乎我們的預料。據悉，2008年11月鳳凰號配備的太陽能板被火星惡劣天候揚起的塵土覆蓋而失去動力。當火星上發現高氯酸鹽的存在後，科學家對該物質進行了研究分析，暗示著這種奇特的鹽物質可揭曉火星表面的化學屬性。可形成促進冰層移動的軟泥加州帕薩迪那市美國宇航局噴氣推進實驗室的邁克爾-赫克特(Michael Hecht)和加拿大地質勘測學會的大衛-費希爾(David Fisher)在一次會議中共同探討了高氯酸鹽對於火星的深遠意義。他們特別指出，高氯酸鹽可能使火星極地冰冠發生移動。據悉，赫克特是研究鳳凰號首次探測到高氯酸鹽的首席科學家。赫克特稱，在地球上，熱量持續從熔化的內部釋放出來，從而對冰川和冰原底部進行了加熱，將冰層融化。這就是冰原可以滑動的成因。他和費希爾猜測高氯酸鹽在火星上起到了對冰層滑動的作用。許多關於火星極地冰冠的觀測資料顯示冰層出現滑動的跡象，在火星極地由於溫度非常低，冰冠底部的冰層像地球極地一樣很難融化。高氯酸鹽可以解釋這一現象，它能夠融化冰冠底部較低溫度的冰層。費希爾說：“高氯酸鹽的作用就像是超級公路鹽。”鳳凰號的勘測結果顯示，高氯酸鹽佔該探測器登陸地點表面土壤重量的1-2%，目前火星極地冰冠有95%的冰和5%的土壤，這意味著火星冰和高氯酸鹽的比例大約是2000：1。隨著幾百萬年火星冰原的變遷盛衰，高氯酸鹽既不會在冰冠中含量降低，也不會沉積在火星表面。費希爾稱，只有火星上哪兒有冰冠，就可有存在著高氯酸鹽的可能。高氯酸鹽能夠融化足夠的冰，最終在冰冠之下形成一層鹽水層，使冰冠產生滑動。費希爾已模擬了冰冠可能出現的移動模式，並指出如果沒有高氯酸鹽形成鹽水軟泥層，很難使冰層發生移動。月球和行星科學大會的其他科學家也認為高氯酸鹽形成的軟泥層可能是促進火星冰層移動的主要原因。目前，能支援該理論的最好解釋是對火星極地冰冠進行勘測，被稱為“挖掘沙皇”的華盛頓大學科學家雷-阿維德遜(Ray Arvidson) 和他的研究生們開始使用“火星軌道勘測器”的輕巧型火星勘測造影光譜儀(CRISM)探測鳳凰號著陸地點的表面土壤。阿維德遜稱，我們正在認真地進行這項研究，但迄今該光譜儀並未發現任何高氯酸鹽跡象。即使高氯酸鹽並不能完全形成軟泥促進冰冠發生移動，該物質仍與火星上的水產生顯著的影響效果，阿維德遜說：“可以肯定地說高氯酸鹽對於火星水迴圈非常重要。” 高氯酸鹽與水之間的關係阿維德遜解釋，高氯酸鹽可能在調控火星大氣層和表面的水資源具有重要的作用，其原因在於它能夠吸收水份。鳳凰號著陸的火星北部平原具有非常吸收人的顯著特點——僅在表面以下幾英寸位置就存在著冰水層。赫克特指出，火星土壤中含有大量的高氯酸鹽，其表面土壤之下就存在著冰層，我們很難想像高氯酸鹽和水是如何混合的。如果高氯酸鹽和冰混合在起，很可能會形成鹽水。赫克特說：“但是兩者是否僅形成土壤濕氣或者是真實的鹽水池，我們只是猜測而已。”鳳凰號探測器研究小組成員尼爾頓-雷諾(Nilton Renno)在月球和行星科學大會上提出，鳳凰號支架上附著的“小水珠 ”可能是當它著陸時濺出的液態水。對此，赫克特稱這種假設是不可能的，“小水珠”是水蒸汽附著在探測器支架上形成的。赫克特解釋，很可能並不是由於火星氣候迴圈促進液態鹽水形成于極地表面，在鳳凰號登陸勘測期間，火星表面溫度也僅有幾攝氏度，或許高氯酸鹽能夠融化冰。對於火星表面土壤的濕度科學家們產生了疑問，究竟土壤濕度能達到什麼程度呢？赫克特說：“在鳳凰號著陸期間著陸點的土壤的確潮濕一些，除融化冰之外還有許多更容易的方法使土壤變潮濕。火星表面並不能夠潮濕得可以種植菊花等植物，但也不至於像烤箱一樣被烘烤乾燥，由於火星固有的乾燥性質，其濕度並不以地球上的濕度進行衡量。” 對火星生命體的影響高氯酸鹽在土壤中的存在以及與水產生的交互作用，將暗示著火星可能存在著微生物。赫克特稱，在高溫環境下，高氯酸鹽是一種具有“ 強侵略性的氧化劑”，但由於火星非常寒冷，它不可能威脅生命體。事實上，高氯酸鹽有利於微生物的存在，它實際上可作為微生物的能量來源。據悉，高氯酸鹽可作為煙火燃料和火箭推動劑。赫克特說：“大量的微生物可以將高氯酸鹽作為午餐，高氯酸鹽可以成為微生物非常好的‘能量吧’。”此外，該物質還能夠吸收水質，這對於生命體生存是至關重要的因素。他最後強調稱，如果火星上存在生命，那麼高氯酸鹽既有對生命體有利的一面，又存在著不利於生命體的另一面。火星高氯酸鹽從何而來？搞清楚高氯酸鹽從何而來以及它如何沉積在火星表面是擺在鳳凰號探測器科學家眼裏另一個難題，雖然地球上也存在著高氯酸鹽，但它僅存在於非常乾燥的區域，比如：位於太平洋和安第斯山脈之間的阿塔卡馬沙漠，以及大氣平流層。火星也接近以上區域的乾燥性，依據地球上高氯酸鹽的分佈性將有助於理解火星高氯酸鹽的來源。赫克特說：“我們並沒有完全理解地球上高氯酸鹽的形成機理，許多科學家知道多數高氯酸鹽來源於大氣層，在降水中以高氯酸的形式從空中降落，然後它與地面上的硅酸鹽發生反應形成高氯酸鹽。但是我們並不知道氯氣如何在最初發生反應形成高氯酸進入到大氣層。” 從平原吹來的海洋噴霧，可為阿塔卡馬沙漠提供氯氣，此外，當火山爆發時火山將噴射出氯化物。當然火星表面目前並沒有任何海洋，火星只有火山噴射物和包含氯化物的礦物質。地球的臭氧層將必然發生反應形成高氯酸，對於火星大氣層是否也是這樣目前尚不清楚。但是高氯酸鹽僅普遍存在火星溫度較低、低緯度地區，而在地球正是低緯度地區，其臭氧濃度越高，可以加速高氯酸的形成。未來將展開更廣泛的勘測 2011年，美國宇航局“火星科學實驗室”(MSL)探測器將發射升空，將有助於揭曉高氯酸鹽是否只獨特存在於鳳凰號著陸地點，或者更廣泛分佈在火星其他地區。令人感興趣的是，“海盜號”火星探測器在其著陸點也探測到氯氣，該地點比鳳凰號著陸點更接近火星赤道，鳳凰號探測器並未勘測到氯氣，但它發現了高氯酸鹽。阿維德遜稱，目前我們已探測到火星表面存在高氯酸鹽，當“火星科學實驗室”探測器發射後，我們將進一步勘測火星更多的中緯度地區。 (來源：騰訊科技悠悠/編譯)