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《探寻火星生命的新线索:冰层之下的可能》

2024-10-19
来源: 迷上科学

 在浩瀚的宇宙中,人类对火星的探索从未停止,始终怀揣着寻找外星生命的渴望。如今,一项由美国宇航局(NASA)主导的研究为我们揭示了火星外星生命可能藏身的地方,为这一神秘的探索之旅带来了新的曙光。image.png

  科学家们提出,火星的古老冰层或许是微生物生命的天然屏障。在这颗红色星球上,长期以来,冰层一直阻挡着致命的宇宙辐射,为可能存在的生命提供了庇护之所。而其中关键在于由尘埃雪形成的冰层。阳光被较暗的尘埃吸收,使得冰层下的水分能够安全地融化,进而形成水袋。这一过程为生命的诞生和存续创造了条件。

  计算机模拟显示,照射到水冰上的光线能够触发浅水池中的光合作用,就如同地球上充满生命的池塘一般。这些被称为 “冰尘孔” 的地方,是当覆盖在冰面上的尘埃和沉积物因颜色较暗而融化至冰层时形成的。在地球的冰尘孔中,已经发现了大量微小的植物类生物,如藻类、真菌和蓝藻等,它们通过光合作用从阳光中获取能量维持生命。因此,科学家们推测,如果火星上存在生命,那么火星的冰露点很可能是我们应该寻找的最容易接近的地方。

  这些冰尘群落在地球的南极、格陵兰以及挪威斯瓦尔巴群岛等地已被发现和研究。在火星上,微生物可能也会在类似的环境中生存。当阳光不足时,它们在冬季处于休眠状态,而当条件适宜时,便会苏醒并进行光合作用。光合作用需要足够的阳光和液态水,而火星中纬度的尘埃冰层中可能正好具备这两个关键成分。

  这项新研究建立在库勒博士作为博士生时的工作基础之上。团队利用 NASA 的 “凤凰号” 火星探测器和火星侦察轨道器收集的数据,将其输入计算机模拟,这些模拟最初是为了预测地球上雪和冰川的亮度而构建的。通过这种方式,他们推测可以估算混入遥远火星冰层中的尘埃含量。少量的尘埃却有着非常重要的影响,阳光能够到达冰层内进行光合作用的深度取决于冰层的尘埃含量,同时,冰层中的尘埃含量也会改变有害紫外线辐射的穿透深度。

  团队的计算机模拟预测,含有较高尘埃量的冰层仅能在距表面约 5 至 38 厘米的深度支持生命,而较清洁的冰层在火星中纬度范围内的深处为微生物生命提供了特别肥沃的生存环境。根据库勒博士及其团队的估计,在两个半球的 40° 纬度,微小外星生命的群落可能存在于深达 2.15 至 3.10 米的地方。相关研究成果发表在《自然通讯:地球与环境》期刊上。

  然而,火星与地球不同,存在两种不同类型的自然冰:冰冻水和冰冻二氧化碳。由于火星薄而干燥的大气,行星和大气科学家们对于水冰是否会以液态水的形式存在仍存在争议,许多人认为它会立即 “升华” 为水蒸气。被冰雪层保护的融化水冰可能表现得更好,但这一过程仍充满了许多未知。目前,我们对火星上的尘埃成分了解有限,没有任何火星材料的样本返回地球进行详细分析,所以很难确定。但科学家们希望在未来能够获取冰层内的样本,进行更深入的研究。

  尽管目前我们不能确定火星上是否存在生命,但库勒博士和他的同事们至少帮助缩小了在广阔的火星表面上最有可能存在外星生命的区域。他们正在开发改进的模拟,以研究火星上尘埃冰可能何时、何地融化,并在实验室中重建一些尘埃冰的情景,以更详细地进行研究。

  对火星生命的探索是人类对宇宙奥秘的不懈追求。虽然道路充满挑战和未知,但每一次的发现都让我们离答案更近一步。或许在不久的将来,我们真的能够在火星的冰层之下找到外星生命的踪迹,开启人类对宇宙认知的新篇章。

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