新的证据表明我们可能需要更深入地挖掘才能找到它们。从火星可能适合居住的时间遗留下来的任何氨基酸证据都可能埋在地下至少 2 米(6.6 英尺)处。
在火星上寻找生命可能变得更加复杂。当好奇号和毅力号等漫游者在地表搜寻古代生命的痕迹时,新的证据表明我们可能需要更深入地挖掘才能找到它们。从火星可能适合居住的时间遗留下来的任何氨基酸证据都可能埋在地下至少 2 米(6.6 英尺)处。
这是因为火星缺乏磁场和脆弱的大气层,其表面受到的宇宙辐射剂量比地球要高得多。我们知道这一点,我们也知道宇宙辐射会破坏氨基酸。
现在,多亏了实验数据,我们也知道这个过程发生在非常短的时间尺度上,从地质学上讲。
美国宇航局戈达德太空飞行中心的物理学家亚历山大·巴甫洛夫研究认为,火星表面岩石和风化层中的宇宙射线破坏氨基酸的速度比以前想象的要快得多。目前的火星探测器任务钻到约 2 英寸(约 5 厘米)。在这些深度,完全破坏氨基酸只需要 2000 万年。添加高氯酸盐和水会进一步增加氨基酸的破坏速度。
美国宇航局好奇号探测器钻出的一个 2 英寸深的洞。(美国国家航空航天局)
宇宙辐射实际上是火星探索的一个巨大关注点。地球上的一个普通人每年受到大约0.33 毫西弗的宇宙辐射。在火星上,每年的暴露量可能超过250 毫希沃特。这种来自太阳耀斑和超新星等高能事件的高能辐射可以穿透岩石,电离并破坏它遇到的任何有机分子。
曾几何时,人们认为火星有一个全球磁场和更厚的大气层,就像地球一样。还有证据——很多——液态水曾经以海洋、河流和湖泊的形式存在于火星表面。
这种特征组合表明火星过去可能是宜居的(也许是反复的)。
可能表明火星可居住性的一个迹象是氨基酸的存在。这些有机化合物不是生物特征,而是一些最基本的生命组成部分。
氨基酸结合形成蛋白质,并已在一些太空岩石(如小行星 Ryugu )和彗星 67P的大气中发现。所以它们不是生命的明确标志,但在火星上发现它们将是另一个线索,表明生命可能曾一度出现在那里。
为了要更好地了解在火星表面发现氨基酸证据的可能性,巴甫洛夫和他的团队他们设计了一个实验来测试这些化合物的耐寒性。
他们将氨基酸与旨在模拟火星土壤的矿物质混合物混合,由二氧化硅、水合二氧化硅或二氧化硅和高氯酸盐(盐)组成,并将它们密封在模拟火星大气的试管中,在各种类似火星的温度下。然后,该团队用电离伽马辐射照射样品,以模拟火星表面在大约 8000 万年期间预期的宇宙辐射剂量。以前的实验只对氨基酸辐射,没有土壤模拟物。这可能导致氨基酸的寿命不准确。
事实证明,添加硅酸盐,特别是含有高氯酸盐的硅酸盐会大大增加氨基酸的破坏率。这意味着大约 1 亿年前火星表面上的任何氨基酸都可能早已不复存在,被辐射成一干二净。
鉴于火星的表面并没有像我们所知的那样适合生命存在的时间长得多——数十亿年,而不是数百万年——好奇号和毅力号可以挖掘到的几厘米不太可能产生氨基酸。
该研究已发表在《天体生物学》上。