新研究稱火星隕石有機材料來自於火星水和岩石之間的化學作用

卡內基大學的安德魯斯蒂爾(Andrew Steele)領導的研究小組在《科學》雜誌上發表論文,稱在一塊從火星上飛到地球的隕石中發現的有機分子是在大約40億年前火星上水和岩石之間相互作用中合成的。

這塊名為Allan Hills(ALH)84001的隕石於1984年在南極被發現,被認為是已知的從火星到達地球最古老的岩石之一。安德魯斯蒂爾對火星隕石中的有機物質進行了廣泛的研究,並且是毅力號和好奇號探測器科學小組的成員。

有機分子含有碳和氫,有時還包括氧、氮、硫和其他元素。有機化合物通常與生命有關,但是它們也可以由非生物過程產生,這被稱為非生物有機化學。多年來,科學家們一直在爭論在Allan Hills 84001隕石中發現的有機碳起源故事,可能性包括與火山活動、火星上的撞擊事件或水文暴露有關的各種非生物過程,以及可能是火星上古代生命形式的殘留物或其在地球上墜落的污染。

新研究稱火星隕石有機材料來自於火星水和岩石之間的化學作用

斯蒂爾領導的團隊使用了各種複雜的樣品製備和分析技術,包括同位素納米級成像、同位素分析和光譜學,來揭示Allan Hills 84001隕石中有機分子的來源。他們發現了類似於發生在地球上的水岩石相互作用的證據。這些樣品表明,火星岩石經歷了兩個重要的地球化學過程。一個叫做蛇化,當富含鐵或鎂的火成岩與循環水發生化學作用,改變它們的礦物學,並在這個過程中產生氫氣。另一種稱為碳化,涉及岩石和含有溶解二氧化碳的微酸性水之間的互動,並導致碳酸鹽礦物的形成。

新研究稱火星隕石有機材料來自於火星水和岩石之間的化學作用

目前還不清楚這些過程是同時發生還是依次由周圍的水體條件誘發的,但證據表明,水和岩石之間的相互作用並沒有在很長一段時間內發生。然而,顯而易見的是,這些反應從二氧化碳的還原中產生了有機物質。

這些礦物學特徵在火星隕石中是罕見的,雖然碳化和蛇紋石化已經在火星的軌道勘測中顯示出來,並且碳化已經在其他不太古老的火星隕石中發現,但這是這些過程發生在古代火星樣本中的第一個例子。斯蒂爾在其他火星隕石和好奇號探測器上火星樣品分析(SAM)小組的工作中已經檢測到了有機分子,這表明在這個星球的大部分歷史中,非生物合成的有機分子一直是火星地球化學的一部分。

研究人員表示,這些類型的非生物、地質反應可能生成了一個有機碳化合物池,生命可能已經從中進化出來,並代表一個背景信號,在尋找火星上過去生命的證據時必須考慮到。此外,如果這些反應發生在古代火星上,那麼它們肯定也發生在古代地球上,並可能解釋土星的衛星恩克拉多斯的觀測結果。這種類型的有機合成所需要的只是含有溶解二氧化碳的鹽水滲入火成岩。

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