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    火星上是否存在生命?来自火星的陨石是否能够给我们答案?

    罗宾·贝克/AFP/Getty Images

    在一颗来自火星的陨石中,真的找到了生命吗?

    来自火星的陨石上并没有发现生命。在火星陨石上看到的是被认为可能是生命的化石证据的物体。

    有数块火星陨石中被发现带有被一些人认为是火星生命的化石的物体。其中最著名的一块是在南极艾伦山上被发现的(编号ALH84001)。它大约在1600万年前被从火星上抛射了出来,并在约13000年前到达地球。陨石的裂缝中填充有约4000-3600万年前的碳酸盐成分(意味着表面有水的存在)。同时,在陨石上发现了多环芳香烃(PAH)的迹象,并且浓度由外向内增大。

    另一方面,其它的南极陨石中未发现有PAH的迹象,同时如果PAH是来自地球的污染,它的浓度应该在表面最大。多种在裂缝中的矿物呈年代层沉积,特别是铁以磁铁矿的形式沉积,它被认为是地球上典型的生物沉积形式。此外,还有卵状或管状的小结构存在,可能是裂缝中碳酸盐里沉积的微生物化石(来自研究员麦凯盖尔,吉布森,托马斯-凯普塔,扎尔的研究)。

    火星上是否存在生命?来自火星的陨石是否能够给我们答案?

    图解 : 古瑟夫撞击坑充满沙石的地表

    研究过多种地球细菌结构的古微生物学家舒普夫研究了ALH84001,并认为上面的结构对于地球细菌太小,并且他认为也不太像生命的痕迹。它们的尺寸比较符合地球上的‘纳米细菌’,但纳米细菌是否存在依然存在争议。很多研究对那些物体是否是化石及其来源表达了争议。比如,在陨石中发现的大部分有机物都是来源于地球的。

    但是最近的一项研究认为陨石中的磁铁矿有可能由火星上的微生物造成。这项发表在地球化学与陨石学会期刊的研究使用了比1996年的研究中更加先进的高分辨率电子显微镜。但在其理论研究中遇到了一个很大的困难是这些磁铁矿的大部分构成与其生长的碳酸盐矿物有拓扑结晶关系(例如,磁铁矿和碳酸盐矿物的晶体有3D形态上的联系),这意味着这些矿物的大部分是在一个固定位置以某种物理-化学的形式生长形成的。

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    图解:Endurance撞击坑中的沙丘

    虽然水并不一定代表生命的存在,许多地球上的陨石上也有水的痕迹,包括NWA7034。这块稀有的陨石来自于火星的湿润时期,但上面的水痕迹表明水对生命的存在来说仍然太少了。

    在来自火星的陨石上发现生命了吗?

    这还很难下结论。我们找到了ALH84001-一颗火星陨石,上面带有看起来像是微细胞的结构,同时还有一开始被认为只能由生物沉积形成的磁铁矿,以及一些有机物。但后来的发现认为这一切都可以以非生物的方式形成。这虽然很困难,它要求火星上特殊的条件来形成,但火星毕竟与地球不同,所以这还是有可能的。

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    图解:艺术家的想像图,展示了火星被地球化后表面和大气的样子

    ‘提辛’陨石-含有有机物,以及代表生物存在的碳13/碳12比例。但上面的碳13含量很低,其可能是由其他方式形成的。(参考我的文章:‘提辛’陨石-一个我们会从火星表面岩石样品中发现什么的代表案例)

    ‘纳赫拉’陨石-带有一些看起来像是被微生物侵蚀形成的孔洞。相关论文的作者认为,如果这是一块地球岩石,你将认为它就是由微生物形成的。但我不认为现在有比它是一块被微生物侵蚀的地球岩石相似的火星陨石更好的解释。

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    图解:中央为水手号峡谷,左侧可以看到塔尔西斯地区。

    这块火星岩石上微小的孔洞意味着生命的痕迹-那块大块的黄色结构是一个裂缝,两个方框内的微小结构是可能由微生物形成的空洞。‘纳赫拉’陨石上带有有机物,但不幸的是它看起来被埃及的水污染到了相当的程度。‘纳赫拉’陨石的坠落是被目击的,在数日内即被找到,但它确实在坠落时被埃及的泥土掩埋,并且一定有水在它的周边。这已经足以使其被地球的有机物污染,使得陨石上的痕迹是否原始是在火星上形成的难以辨别。

    根据在陨石的熔融表面以下2-3cm处所测量到的有机物量,65ml渗入陨石孔洞的水即足够使它被污染到当前的程度,而且这也符合埃及当地的水的氨基酸含量。同时这些有机物中也混入了非地球有机物,它们可能是陨石到达地球前即存在的。

    对于火星陨石上发现生命这一重要发现,需要强大的证据来支持。也许未来当我们对火星了解了更多之后再重新审视这些陨石,我们将能够确定上面是否确实带有生命的痕迹。但当下,没有人可以下定论。至少至今还没有人发现确凿的证据能证明。

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    图解:好奇号在火星表面发现含硫有机物

    但这也未被完全否定。ALH84001上的结构对于当前的地球生命来说太小了,因此也有人据此认为它们不是生命的痕迹。但它们仍有多种可能是生命存在的另一种方式,包括它们可能是早期的RNA类型生命,这类生命的细胞结构非常小。这对于ALH8401这颗自远古火星抛射出的陨石是非常有可能的。

    虽然陨石上的一切的都可以以非生命的形成方式来解释,但我认为以生命方式形成的解释是最为自然,且需要最少的特殊假设作为理由的。即如果你可以接受火星上的远古生命有微小的细胞这一假设,同时这也是最难的一步,但从其他角度看,如果它们确实是生命,将是一个非常有趣的事情。

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    图解:电子显微镜下的ALH84001火星陨石显现类似细菌的结构

    因此我认为这些火星陨石上是否存在生命还没有结论。

    一般来说-如果没有那么多争论,当你被问到‘这是不是生命’时,仅以这颗陨石来自火星这一背景做出最好的猜测,我印象中有一些太空生命学家说-‘至少其中一个可能是生命’。特别是,如果我们可以证明生命在我们的银河系中广泛存在,几乎每颗行星都拥有生命,并且这些生命大多比较顽强,可以存在于很宽的生存条件内-那么做出这样的猜测将是非常合理的。因为火星曾经非常适宜生命存在,如果生命广泛存在于银河系,那么火星可能曾经拥有生命,如果这是对的,如果生命通常像地球生命一样顽强,火星的每个角落可能都充满了生命,那么这些陨石上将有可能有生命的存在。

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    图解:火星喷泉喷发的艺术家概念图

    当你推理到这儿时-这些陨石可能带有生命-我们看到了像是生命痕迹的物体,并且我们预期会看到它们-那么这些物体可能是我们期待看到的生命痕迹。

    但那些组成生命但并不是生命的成分与生命的痕迹常会被混淆,因此我们当前还没有很确凿的证据证明火星拥有生命-过去或现在-那么现在下定论会显得非常愚昧。我们还需要继续等待。

    参考资料

    1.维基百科全书

    2.天文学名词

    3. Martian meteorite-Enigmas on Mars 69-然

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