科学家们在火星上发现了可能揭示外星生命的线索。
他们在北半球识别出一个直径达1800英里的平原,具备支持生物生存的地下条件。
这个区域被称为酸达利亚平原(Acidalia Planitia),其土壤中水分、热量和能量的水平恰好适合外星细菌的繁衍。
下一步是钻探火星表面,以确认那里是否真的存在生命。
“这是未来探索火星地下现存生命的一个有前景的目标区域,”由巴塞罗那大学的安德烈亚·布图里尼(Andrea Butturini)领导的研究团队写道。
然而,研究人员需要在红色星球的表面下钻探数英里。这将需要大型载人任务和未来几年内不太可能实现的技术。
不过,这项研究使科学家们朝着寻找地外生命的确凿证据迈出了重要一步,聚焦于微生物生命可能存在的地点。
更重要的是,它为未来的研究奠定了基础,这些研究可能会解决关于火星大气中甲烷存在的“激烈辩论”。
这是因为研究人员认为,可能生活在酸达利亚平原地下的外星生命形式是产甲烷的细菌,称为甲烷菌(methanogens)。
甲烷菌是极端嗜好者——它们能够在极端环境条件下生存,例如极高温度、超咸水或甚至高辐射水平。
在地球上,甲烷菌通常栖息于沼泽和湿地,也可以在牛、白蚁和其他食草动物的肠道以及死去和腐烂的有机物中找到。
这些微生物是厌氧的,这意味着它们不需要氧气就能生存。它们也可以在没有有机营养物质或阳光的情况下存活。
欧洲航天局(ESA)计划在2028年发射罗斯林德·富兰克林探测器(Rosalind Franklin rover),以前称为火星探测器(ExoMars rover)。
这将配备一台能够钻探约七英尺(约2.1米)深的钻机。
但这还远不足以达到布图里尼及其同事所识别的潜在适居深度。
火星表面因极低的温度和低压而不适宜生存,连极端嗜好者都难以生存。
然而,在表面以下,元素如钍(thorium)的放射性衰变会产生热量和化学能量。此外,古代海洋留下的水埋藏在红色星球内部。
这些条件可能为细菌生命提供所需的成分,但可能位于五英里以下。
布图里尼和他的同事利用火星轨道器的数据,找到了丰富的钍能够提供生命维持能量的区域。
他们将这些数据与中国祝融号探测器等任务之前绘制的地下冰分布进行了匹配。
这一分析显示,“最有希望的目标区域位于中纬度的南部酸达利亚平原”,靠近一个具有地下水活动迹象的黏土和碳酸盐沉积区。
在这个地下位置,温度比表面高,平均介于32到50华氏度(约0到10摄氏度)之间。
这意味着液态水可能混合在火星土壤中。而只要有液态水,细菌生命就能生长。
目前,这些发现已在预印本服务器arXiv上发布,这意味着该研究尚未经过其他科学家的审阅。
但这项研究已经引起科学界的关注,因为它提供了一个具体的地点,供人们集中寻找外星生命。
“南部酸达利亚平原的地下是一个假定的目标区域,可能栖息着适应寒冷的甲烷弧菌(Methanosarcinaceae-like)和/或甲烷微菌(Methanomicrobiaceae-like),”研究中写道。
“在这一地区,放射性热产生元素的丰度最高,且地下水很可能存在。”
如果研究人员的理论最终被证实正确,这不仅会导致在火星上发现外星生命的重大突破,还将为火星大气中生物生成甲烷的存在提供间接证据。
自1999年以来就有关于火星大气中甲烷的观察报告,但这些报告一直存在矛盾。这些测量显示甲烷浓度高度可变,全球平均值在5到33亿分之一体积之间。
具体而言,NASA的好奇号探测器(Curiosity rover)与火星轨道气体探测器(ExoMars Trace Gas Orbiter)之间的测量存在差异。
虽然好奇号在火星大气中检测到了甲烷,但ExoMars探测器则未能发现。这在科学界引发了激烈的争论。
在火星表面下发现甲烷菌将成为强有力的证据,表明红色星球的大气确实含有至少部分由微生物过程生成的甲烷。
甲烷菌作为其代谢的副产品产生甲烷。
另外,大气中的甲烷可能源于非生物过程,例如火山活动或热液活动。或者,它可能根本不存在。