火星上富含甲醛的古代大气层可能支持了生命所必需的有机物质的产生

火星上富含甲醛的古代大气层可能支持了生命所必需的有机物质的产生他们的研究结果发表在《科学报告》（ScientificReports）上，为火星在遥远的过去孕育生命的可能性提供了引人入胜的见解。今天的火星环境恶劣，以干燥和极度寒冷为特征，但地质学证据却暗示了火星过去曾是一个更加好客的星球。大约38亿至36亿年前，火星可能是温带气候，由氢气等气体的变暖特性维持。在这样的环境中，火星可能曾有过液态水，这是我们所知的生命的关键成分。古火星温暖大气中甲醛（H2CO）的形成及其转化为海洋中生命所需的重要分子的示意图。资料来源：ShungoKoyama研究人员调查了甲醛是否可能在火星早期环境中形成。甲醛是一种简单的有机化合物，在通过纯化学或物理过程形成重要生物分子的过程中作为前体发挥着至关重要的作用。这些生物大分子，如氨基酸和糖，是蛋白质和核糖核酸的基本组成成分，是生命的重要组成部分。研究小组利用先进的计算机模型模拟了早期火星的潜在大气成分，以探索产生甲醛的可能性。建立该模型时，假设大气中富含二氧化碳、氢气和一氧化碳。他们的模拟结果表明，古火星大气可以源源不断地提供甲醛，从而有可能产生各种有机化合物。这就提出了一个耐人寻味的可能性，即在火星表面探测到的有机物质可能来自大气层，特别是在火星最早的两个地质时期。这项研究的第一作者小山顺吾（ShungoKoyama）说："我们的研究提供了对远古火星上可能发生的化学过程的重要见解，为火星上过去存在生命的可能性提供了宝贵的线索。通过揭示生物分子形成的有利条件，这项研究拓宽了我们对火星远古生命维持能力的认识。"下一步，研究小组计划分析美国宇航局火星探测器收集的地质数据，目的是加深对火星历史早期存在的有机物质的了解。通过比较古代甲醛的预期碳同位素和火星样本的数据，他们希望能更好地了解形成地球有机化学的过程。编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423284.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1423284.htm

研究人员发现火星可能赶在地球之前就具备了孕育生命的条件

研究人员发现火星可能赶在地球之前就具备了孕育生命的条件研究人员普遍认为，在火星历史上的某个时刻，火星上有水，但水的范围和持续时间仍是一个争论的话题。根据哥本哈根大学最近的一项研究，人们认为火星在45亿年前曾经被300米深的水海洋所覆盖，甚至可以深到1000米，按比例算，地球上的水实际上非常少。在这个时候，火星受到了充满冰块的小行星的轰炸。这发生在该星球进化的前一亿年。另一个有趣的角度是，这些小行星还携带了对生命具有重要生物学意义的有机分子，"来自星体和行星形成研究中心的马丁-比扎罗教授说。除了水之外，这些冰冷的小行星还为红色星球带来了生物相关的分子，如氨基酸。氨基酸在DNA和RNA形成包含细胞所需的一切基础时被使用。这项研究发表在著名的《科学进展》杂志上。"这发生在火星的第一个1亿年内。在这个时期之后，对于地球上的潜在生命来说，发生了一些灾难性的事情。据认为，地球和另一个火星大小的行星之间发生了剧烈的碰撞。马丁-比扎罗说："这是一次高能量的碰撞，形成了地月系统，同时，也消灭了地球上所有的潜在生命。"因此，研究人员有真正有力的证据表明，允许生命出现的条件早在地球之前就存在于火星上。正是通过一块有数十亿年历史的陨石，研究人员得以了解火星的过去历史。这块陨石曾经是火星原始地壳的一部分，为了解太阳系形成时的情况提供了独特的视角。整个秘密隐藏在火星表面的形成方式中--而这块陨石曾经是其中的一部分--因为它是一个几乎不移动的表面。在地球上则恰恰相反。构造板块永远在运动，在地球的内部循环。"地球上的板块构造学抹去了我们星球历史上最初5亿年所发生的一切证据。板块不断运动，并在我们星球的内部被回收和破坏。相比之下，火星没有板块构造，这样，火星的表面就保留了这个星球最早的历史记录，"马丁-比扎罗解释说。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338767.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1338767.htm

火星上的早期地壳比以前认为的更加复杂 甚至与早期地球类似

火星上的早期地壳比以前认为的更加复杂甚至与早期地球类似这张TithoniumChasmata的斜视图，构成了火星VallesMarineris峡谷结构的一部分，是由数字地形模型和欧空局火星快车上的高分辨率立体相机的天底线和彩色通道生成的。资料来源：ESA/DLR/FUBerlin,CCBY-SA3.0IGO但是在一项新的研究中，科学家们在红色星球的南半球发现了一些地方，其化学元素硅的浓度比在一个纯粹的玄武岩环境中所预期的要高。猛烈撞击火星的太空岩石通过挖掘埋藏在地表下数英里的材料暴露了硅的浓度，揭示了一个深藏不露的过去。该研究的通讯作者ValeriePayré说："火星岩石成分中有更多的二氧化硅，使岩石不是之前认为的玄武岩，而是我们所说的成分更进化的岩石。这告诉我们火星上的地壳是如何形成的，肯定比我们所知道的更复杂。因此，它更多的是关于理解这个过程，特别是它对地球的地壳最初如何形成意味着什么。"Payré是爱荷华大学地球和环境科学系的一名助理教授。科学家认为火星形成于大约45亿年前。红色星球究竟是如何形成的仍然是一个谜，但有一些理论。一种观点认为，火星是通过太空中岩石的巨大碰撞形成的，这种碰撞凭借其强烈的热量，催生了完全液化的状态，也被称为岩浆海洋。该理论认为，岩浆海洋逐渐冷却，产生了一个地壳，就像一层皮肤，它将是单一的玄武岩。由爱荷华大学地球和环境科学助理教授ValeriePayré领导的研究人员发现，火星上的早期地壳比以前认为的起源更复杂。研究人员在火星的南半球找到了九个富含一种叫做长石的矿物的地点（见上图）。长石与不止是简单的火山起源的地形有关。这一发现可能意味着火星的形成可能与地球的行星起源相似。"资料来源：爱荷华大学ValeriePayré另一个理论是，岩浆海洋理论并不能解释一切，火星上的部分第一层地壳有不同的起源，会显示出不同于玄武岩的二氧化硅浓度。Payré和她的研究伙伴分析了火星勘测轨道飞行器为该星球的南半球收集的数据，以前的研究表明南半球是最古老的地区。研究人员发现了九个地方--如火山口和地形的断裂--富含长石，这是一种与熔岩流相关的矿物，其硅质含量高于玄武岩。"这是第一条线索，"Payré说。"正是因为这些地形富含长石，我们才探索了那里的二氧化硅浓度。"以前在火星的其他地区也发现了长石，但是进一步的分析显示，这些地区的化学成分更像是玄武岩。这并没有阻止科学家们，他们转向了另一台仪器的协助，它被称为热发射成像系统，缩写THEMIS。火星奥德赛轨道飞行器上的这个仪器可以通过火星表面的红外波长反射来检测二氧化硅的浓度。通过THEMIS的数据，研究小组确定他们所选地点的地形是硅质的，而不是玄武岩的。为了进一步证实他们的观察结果，在撒哈拉沙漠发现的ErgChech002等陨石显示了类似的硅质和其他矿物成分，该小组在火星上的九个地点观察到了这些陨石。研究人员还测定了该地壳的年代约为42亿年，这将使其成为迄今为止在火星上发现的最古老的地壳。Payré说她对这个发现感到轻微的惊讶。她说："已经有探测器在表面观察到硅质岩石多于玄武岩，因此，有想法认为地壳可能是更多的硅质。但是我们从来不知道，而且我们仍然不知道，早期地壳是如何形成的，或者它有多老，所以它仍然是一种谜。"虽然火星的地壳起源仍然被掩盖，但地球的地壳历史就更不清楚了，因为由于数十亿年来大陆板块的移动，我们星球的原始地壳的所有残余都早已被抹去。尽管如此，这一发现可能为我们了解地球的起源提供了启示。"我们不知道我们星球的地壳是什么时候开始的；我们甚至不知道生命是什么时候第一次出现的，"Payré说。"许多人认为这两者可能是相关的。因此，了解很久以前的地壳是什么样的，可以帮助我们了解我们星球的整个演变过程。"Payré作为北亚利桑那大学的博士后研究人员进行了这项研究。这项名为"通过光谱学揭示火星上暴露的进化的早期地壳"的研究于11月4日在线发表在《地球物理研究快报》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332557.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332557.htm

研究火星地貌结构中的碎屑流后 天文学家在对火星液态水的存在有了新见解

研究火星地貌结构中的碎屑流后天文学家在对火星液态水的存在有了新见解"火星大气中95%都是二氧化碳，"LonnekeRoelofs解释说。"在冬天，气温会降到零下120摄氏度以下，这足以让大气中的二氧化碳结冰"。在冷冻过程中，二氧化碳气体可以直接变成二氧化碳冰，而跳过液相。这个过程类似于地球上的霜冻，水蒸气形成冰晶，给大地铺上一层白色的薄膜。春季气温较高，加上火星大气稀薄，二氧化碳冰会直接蒸发回气体，再次跳过液相。火星上沟壑地貌的卫星图像，由火星勘测轨道飞行器上的HiRISE（高分辨率成像实验）相机拍摄。沟壑两侧可见白色的二氧化碳冰。图片来源：NASA/JPL-加州理工学院/亚利桑那州立大学"我们称之为'升华'。由于火星气压低，这个过程极具爆炸性。产生的气压将沉积物颗粒推开，导致物质流动，类似于地球上山区的碎屑流。即使在没有水的情况下，这些流动也能重塑火星地貌，我的研究结果表明，火星上存在生命的几率比以前想象的要小。"长期以来，科学家们一直假设二氧化碳冰可能是这些火星地貌结构背后的驱动力。"但这些假设主要基于模型或卫星研究，"Roelofs解释说。"通过在所谓的'火星舱'中进行实验，我们能够模拟火星条件下的这一过程。利用这种专门的实验设备，我们可以直接亲眼研究这一过程。我们甚至观察到，在火星条件下，由二氧化碳冰驱动的碎屑流的流动效率与地球上由水驱动的碎屑流一样高"。LonnekeRoelofs在英国米尔顿凯恩斯开放大学的火星舱旁。图片来源：乌得勒支大学"我们确信火星表面曾经有水。这项研究并不能证明这一点，"Roelofs说。"但是，生命的出现很可能需要一个存在液态水的漫长时期。以前，我们认为这些地貌结构是由水驱动的碎屑流形成的，因为它们与地球上的碎屑流系统相似。我的研究现在表明，除了以水为动力的碎屑流之外，冰冻二氧化碳的升华也可以成为这些火星沟壑地貌形成背后的驱动力。这将火星上水的存在推向了更久远的过去，使得火星上出现生命的几率变小。这使得我们比想象中更加独特。"但是，是什么让人们对3.3亿公里外的风景感兴趣呢？"火星是我们最近的邻居。它是唯一一颗接近太阳系'绿色区域'的岩石行星。该区域距离太阳足够远，可以存在液态水，这是生命存在的先决条件。因此，我们有可能在火星上找到关于生命如何发展的答案，包括潜在的地外生命。"此外，研究其他星球上景观结构的形成是我们跳出地球环境的一种方式。你可以提出不同的问题，从而对地球上的过程有新的认识。例如，我们在地球上也能观察到火山周围火成碎屑流中气体驱动的碎屑流过程。因此，这项研究有助于更好地了解陆地火山灾害。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425053.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425053.htm

地大研究团队发现火星近期水活动新证据

地大研究团队发现火星近期水活动新证据火星的水活动特征一直是火星探测与研究所关注的焦点。一般认为，自诺亚纪（约37亿年以前）以来，火星的地表水活动逐步减弱。进入亚马逊纪（约30亿年前至今），气候变得干旱寒冷，液态水难以在火星表面稳定存在，水以冰的形式贮存于火星两极及中高纬度地表以下的土壤和岩石中。2021年5月，我国“天问一号”探测器携带的“祝融号”火星车着陆于乌托邦平原南部，在其着陆及巡视范围内分布有大量的横向风成脊。横向风成脊是火星表面较为年轻（可能小于100万年）的风成地貌，是研究火星大气运动及气候特征的重要载体。研究团队利用“祝融号”导航与地形相机数据，对火星车巡视路线上的横向风成脊表面形貌特征进行了详细刻画，首次在火星横向风成脊表面识别出小型多边形裂隙。同时，对原位光谱数据的解译表明，这些裂隙分布区的表面可能存在石膏等含水硫酸盐矿物，意味着水在这些多边形裂隙的形成过程中起到的重要作用。结合着陆区的地质背景，研究团队认为这些多边形裂隙可能存在两种成因。一种是地下水通过毛细作用，被输送至横向风成脊表面，在水分蒸发过程中表面收缩形成多边形。第二种是地表与大气中的水汽交换，导致横向风成脊表面形成硬化的砂质壳层，壳层破裂形成多边形裂隙。其中，第二种成因机制可能性较大。此前，有研究认为火星冲沟和复现性斜坡纹可能指示了火星近期的液态水活动，火星横向风成脊表面小型多边形裂隙的发现为了解火星表面水活动，评估当前火星的宜居性这一关键科学问题，提供了新线索。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357447.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357447.htm

新证据表明火星的南极冰盖下可能有液态水

新证据表明火星的南极冰盖下可能有液态水他们的发现与之前的穿冰雷达读数是一致的，这些读数最初被解释为表明冰下可能存在一个液态水区域。对于仅基于雷达数据的液态水的解释存在分歧，一些研究人员认为雷达信号不是由液态水引起的。这些发现发表在《自然-天文学》杂志上，利用雷达以外的数据提供了第一线独立证据，证明火星南极冰盖下存在液态水。左边的面板显示了火星南极的表面地形，南极冰盖的轮廓为黑色。浅蓝色的线表示建模实验中使用的区域，绿色的方块表示包含推断的冰川下水的区域。该区域的冰层厚度约为1500米。右边的面板显示了由剑桥大学领导的研究小组确定的表面起伏。可以看到红色的区域，它比区域地形高出5-8米，上游有一个较小的凹陷（比区域地形低2-4米）（向图像的右上方）。黑色的轮廓显示了由轨道雷达推断出的水的区域。资料来源：剑桥大学领导这项研究的剑桥大学斯科特极地研究所的尼尔-阿诺德教授说："新的地形证据、我们的计算机模型结果和雷达数据的结合，使得今天火星上至少有一个冰川下的液态水区域存在的可能性大增，而且火星必须仍然有地热活动才可以保持冰盖下的水的液态。"与地球类似，火星在两极都有厚厚的水冰帽，加起来大约相当于格陵兰冰原的体积。然而，由于冰冷的火星气候，火星上的极地冰盖以前被认为是一直冻成固体的，与地球上的冰层不同，地球上的冰层下面是充满水的通道，甚至是大型冰川下湖泊。2018年，来自欧洲航天局火星快车卫星的证据挑战了这一假设。该卫星装备了名为MARSIS的穿冰雷达，可以看穿火星南部的冰盖。它显示了冰层底部的一个区域强烈反射雷达信号，这被解释为冰盖下的液态水区域。然而，随后的研究表明，存在于火星其他地方的其他类型的干燥物质如果存在于冰盖之下也可能产生类似的反射模式。鉴于寒冷的气候条件，冰盖下的液态水需要额外的热源，例如来自地球内部的地热，其水平高于当今火星的预期水平。这使得确认这个湖的存在需要等待另一个独立的证据。在地球上，冰川下的湖泊会影响上覆冰层的形状--其表面地形。冰川下的湖泊中的水降低了冰层和它的床之间的摩擦力，影响了冰在重力作用下的流动速度。这反过来又影响了湖泊上方的冰原表面的形状，通常在冰原表面形成一个凹陷，然后是进一步向下流动的一个凸起区域。该团队还包括来自谢菲尔德大学、南特大学、都柏林大学学院和开放大学的研究人员，他们使用一系列技术来检查来自美国宇航局的火星全球勘测者卫星的数据，即火星南极冰盖部分的表面地形，该部分的雷达信号被发现。他们的分析显示了一个10-15公里长的表面起伏，包括一个凹陷和一个相应的凸起区域，两者都偏离周围的冰面数米。这在规模上与地球上冰川下的湖泊起伏相似。研究小组随后测试了观察到的冰面起伏是否可以用冰床的液态水来解释。他们对冰流进行了计算机模型模拟，以适应火星上的具体条件。然后，他们在模拟的冰原床层中插入了一块床层摩擦力降低的区域，如果有水存在，将使冰层滑动并加速前进。他们还改变了来自星球内部的地热的数量。这些实验在模拟的冰面上产生了起伏，其大小和形状与研究小组在真实冰盖表面观察到的相似。模型产生的地形起伏和实际的航天器观测结果之间的相似性，加上早期的穿冰雷达证据表明，在火星的南极冰盖下面有液态水的积累，而且火星地下的岩浆活动相对来说最近才发生，以便使水保持液态所需的强化地热。阿诺德说："从火星回来的数据的质量，包括从轨道卫星和着陆器回来的数据，我们可以用它来回答关于火星表面甚至下面的条件的真正困难的问题，使用我们在地球上使用的同样的技术。使用这些技术来发现其他行星的情况是令人兴奋的。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331517.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331517.htm