来自 科技专栏 2019-11-20 05:37 的文章
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中科院地质地球所首次发现火星存在大气降水证据

中科院地质地球所首次发现火星存在大气降水证据

图片 1来自火星的提森特陨石。近日,科学家在其中找到了火星上过去可能存在生命活动的重要证据。图片来源:作者供图

12月1日出版的国际学术期刊《陨石学与行星科学》发表了由国际研究团队的最新发现:科学家们在一块火星陨石中发现了碳颗粒,并证明了这种碳颗粒是有机物质,而且认为这种有机物质有可能是生物形成的。这一发现,是火星曾有过生命的“迄今为止最令人鼓舞的科学论据”。为此,记者采访了该团队的领导者、中科院地质与地球物理研究所研究员林杨挺。

法制晚报讯今天上午,记者从中科院地质所获悉,该所比较行星学学科组博士后胡森与合作导师林杨挺研究员等人对火星陨石进行分析,表明有更多的水逃离了火星,意味着火星早期曾经有过更深的海洋。

2011年7月,摩洛哥南部的居民注意到天空中出现一个明亮的火球,伴随着巨响坠落在沙漠里。坠落的陨石很快被收集起来,依据坠落地的地名被命名为提森特(Tissint)。这些发黑的石头并非普通的陨石,分析显示它们来自我们邻近的行星——火星。

陨石带来的生命信息

近年,火星是深空探测的热点。人类不懈地探索火星,最主要的动力是期盼发现地球以外的生命,其基本逻辑是,火星表面的许多地形地貌特征,指示曾经有过水流,因而具有支持和孕育生命的基本条件。

近日,中国科学院地质与地球物理研究所的林杨挺研究员带领我们的研究小组,与国内外的研究机构合作,通过精密的分析手段,在提森特陨石中发现了来自火星的有机碳颗粒,这是火星过去可能存在生命活动的重要证据。

记者:陨石在掉落地球的过程中,在被发现之前、在运输的过程中,都可能受到污染。您如何确定在这颗陨石上发现的碳颗粒就是火星来的呢?

中国科学院地质与地球物理研究所比较行星学学科组博士后胡森与合作导师林杨挺研究员等人借助该所的纳米离子探针,对火星陨石的岩浆包裹体和磷灰石的水含量和H同位素组成进行分析。研究发现,与美国“好奇号”火星探测器对火星土壤水最新的探测结果一致。

火星是太阳系中最有可能存在或曾经存在地外生命的行星。探索火星生命也一直是火星探测的主旋律。自1996年首次在火星陨石ALH 84001中发现疑似火星化石开始,全球掀起了探测火星生命的热潮。尤其是2003年美国发射的“机遇号”和“勇气号”火星车,探测到火星表面拥有类似河床的构造、几种只能在液态水中形成的蚀变矿物,以及水体蒸发残留的硫酸盐类等。这些证据表明,火星表面曾经有过大规模的水体,甚至存在过海洋,具备孕育生命的基本要素。

林杨挺:陨石在落入地球的过程中,因为燃烧等原因,会在表面形成玻璃一样的物质,也就是通常大家说的熔壳,紧紧包裹住陨石。因此,刚掉下来不久之后即被捡到的陨石就很“新鲜”。如果只是手接触等,一般不会对陨石内部带来污染。陨石最怕的是落在泥土中,风吹雨淋时间长了,内部成分发生变化。

因此,该研究表明这是火星大气水而不是岩浆水,这是首次发现火星存在大气降水的同位素证据。通过对水在这些岩浆包裹体中的扩散模拟,可进一步对液态水存在的最长时间进行估算。(原标题:中科院:火星曾有深海 首次发现火星存在大气降水的同位素证据)

林杨挺研究小组此前也在我国从南极回收的另一块火星陨石GRV 020090中,发现了火星在近期仍然存在地下水活动的证据。2011年11月美国发射的“火星科学实验室” 所携带的“好奇号”火星车,探测结果更进一步证实,火星曾经存在远古湖泊,具有宜居的环境。

落到地球上的火星陨石非常少,目前全球也就发现了120多颗。我们此次研究的这颗火星陨石2011年落在摩洛哥沙漠,形成于6亿年前,被称为“提森特(Tissint)”,是最“新鲜”的一颗,受到污染的可能性非常小。

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图片 2通过一系列天体撞击事件,岩石可以从火星表面进入太空,继而陨落在地球上。图片来源:usra.edu

我们有两个重要的证据,证明这些碳颗粒是来自火星的。第一个证据是有一部分碳颗粒被包裹在一种我们称之为“熔脉”的地方。熔脉是陨石在火星上受到小行星的强烈撞击时,岩石中的局部地方熔融而成的。碳颗粒被包裹在熔脉里面,就说明碳颗粒形成更早,那么当然这些碳颗粒就是在火星上形成的。第二个证据是我们用“纳米离子探针”这种高精尖的现代分析仪器测出来的。这种仪器可以测定1微米甚至更小颗粒的化学和同位素组成。

除了通过遥感或者发射无人探测器登陆火星进行探测以外,火星陨石是目前人类唯一能获得的火星样品,是研究火星的另一重要途径。

测量结果显示,这些碳颗粒的氢同位素比地球上的有机质重很多,因此不是地球上的物质,而这种重的氢同位素,是火星物质的标志性特征。因此,我们发现的碳颗粒可以确定是来源于火星的。

太阳系内各类星体的碰撞在早期普遍存在,火星也不例外。同小行星一样,火星遭到撞击后,部分岩石碎块会被抛射出来,脱离火星引力场进入太空。这些岩石中的一部分被地球引力捕获,便会坠落到地球表面成为陨石。通过对这些岩石所富含的稀有气体进行分析,然后和火星探测器探测到的火星大气成分进行对比,便可以确认它们来源于火星,因此也被称作火星陨石。

记者:为什么发现碳颗粒就能推测出是有机质呢?

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