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新研究称火星陨石有机材料来自于火星水和岩石之间的化学作用

2022-01-15 06:07:05
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这块名为Allan Hills(ALH)84001的陨石于1984年在南极被发现,被认为是已知的从火星到达地球最古老的岩石之一。安德鲁斯蒂尔对火星陨石中的有机物质进行了广泛的研究,并且是毅力号和好奇号探测器科学小组的成员。

有机分子含有碳和氢,有时还包括氧、氮、硫和其他元素。有机化合物通常与生命有关,但是它们也可以由非生物过程产生,这被称为非生物有机化学。多年来,科学家们一直在争论在Allan Hills 84001陨石中发现的有机碳起源故事,可能性包括与火山活动、火星上的撞击事件或水文暴露有关的各种非生物过程,以及可能是火星上古代生命形式的残留物或其在地球上坠落的污染。


斯蒂尔领导的团队使用了各种复杂的样品制备和分析技术,包括同位素纳米级成像、同位素分析和光谱学,来揭示Allan Hills 84001陨石中有机分子的来源。他们发现了类似于发生在地球上的水岩石相互作用的证据。这些样品表明,火星岩石经历了两个重要的地球化学过程。一个叫做蛇化,当富含铁或镁的火成岩与循环水发生化学作用,改变它们的矿物学,并在这个过程中产生氢气。另一种称为碳化,涉及岩石和含有溶解二氧化碳的微酸性水之间的互动,并导致碳酸盐矿物的形成。


目前还不清楚这些过程是同时发生还是依次由周围的水体条件诱发的,但证据表明,水和岩石之间的相互作用并没有在很长一段时间内发生。然而,显而易见的是,这些反应从二氧化碳的还原中产生了有机物质。

这些矿物学特征在火星陨石中是罕见的,虽然碳化和蛇纹石化已经在火星的轨道勘测中显示出来,并且碳化已经在其他不太古老的火星陨石中发现,但这是这些过程发生在古代火星样本中的第一个例子。斯蒂尔在其他火星陨石和好奇号探测器上火星样品分析(SAM)小组的工作中已经检测到了有机分子,这表明在这个星球的大部分历史中,非生物合成的有机分子一直是火星地球化学的一部分。

研究人员表示,这些类型的非生物、地质反应可能生成了一个有机碳化合物池,生命可能已经从中进化出来,并代表一个背景信号,在寻找火星上过去生命的证据时必须考虑到。此外,如果这些反应发生在古代火星上,那么它们肯定也发生在古代地球上,并可能解释土星的卫星恩克拉多斯的观测结果。这种类型的有机合成所需要的只是含有溶解二氧化碳的盐水渗入火成岩。

责任编辑:bH_0614

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