同位素分析揭示火星沉积物中有机物质的起源

同位素分析揭示火星沉积物中有机物质的起源访问:NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器尽管火星呈现出一片荒芜、尘土飞扬的景象,至今没有任何生命迹象,但它的地质特征,如三角洲、湖床和河谷,强烈暗示着火星表面曾经水流充沛。为了探索这种可能性,科学家们对这些地貌附近保存的沉积物进行了研究。这些沉积物的成分蕴含着早期环境条件的线索、随着时间推移形成地球的过程,甚至是过去生命的潜在迹象。在其中一项分析中,好奇号漫游车从盖尔陨石坑收集的沉积物揭示了有机物。盖尔陨石坑被认为是大约38亿年前因小行星撞击而形成的一个古老湖泊。然而,与地球上的有机物相比,这种有机物的碳-13同位素(13C)含量明显低于碳-12同位素(12C)含量,这表明火星上有机物的形成过程与地球上不同。大气中有机物的来源表明,火星表面可能含有比先前预期更多的有机化合物。资料来源:东京工业大学现在,一项研究阐明了这一差异,发现大气中的二氧化碳(CO2)光解为一氧化碳(CO)并随后还原,导致有机物中13C含量减少。这项研究由东京工业大学的上野雄一郎教授和哥本哈根大学的马修-约翰逊教授领导,于2024年5月9日发表在《自然-地球科学》杂志上。"在测量13C和12C之间的稳定同位素比率时,火星有机物的13C丰度占组成它的碳的0.92%到0.99%。这与地球沉积有机物(约1.04%)和大气二氧化碳(约1.07%)相比是极低的,这两种物质都是生物残留物,与陨石中有机物(约1.05%)并不相似,"Ueno解释说。早期的火星大气富含二氧化碳,其中同时含有13C和12C同位素。研究人员在实验室实验中模拟了火星大气成分和温度的不同条件。他们发现,当12CO2暴露在太阳紫外线(UV)照射下时,会优先吸收UV辐射,导致其解离成13C含量低的CO,而留下富含13C的CO2。在火星和地球的高层大气中也能观察到这种同位素分馏(同位素分离)现象,来自太阳的紫外线照射导致二氧化碳解离成13C含量耗尽的一氧化碳。在还原的火星大气中,CO转化为简单的有机化合物,如甲醛和羧酸。在火星早期,地表温度接近水的冰点,不超过300K(27°C),这些化合物可能溶解在水中并沉淀在沉积物中。通过模型计算,研究人员发现,在二氧化碳与一氧化碳比例为90:10的大气中,如果二氧化碳转化为一氧化碳的比例为20%,则沉积有机物的δ13CVPDB值为-135‰。此外,剩余的CO2将富含13C,δ13CVPDB值为+20‰。这些值与"好奇号"探测器分析的沉积物中的值以及从火星陨石中估算的值非常吻合。这一发现表明,大气过程而非生物过程是早期火星有机物形成的主要来源。"如果这项研究的估计是正确的,那么火星沉积物中可能存在意想不到的大量有机物质。这表明,未来对火星的探索可能会发现大量的有机物质,"Ueno说。编译来源:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431240.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1431240.htm

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毅力号探测器在火星陨石坑岩石中发现了可能存在的有机化合物

毅力号探测器在火星陨石坑岩石中发现了可能存在的有机化合物有机化合物(具有碳氢键的化合物)可以通过非生物过程产生,因此仅仅是这些化合物的存在并不是生命的直接证据。为了确凿地确定这一点,需要在未来的任务中把样本送回地球。这项研究由加州理工学院的研究人员领导,由包括伦敦帝国学院研究人员在内的一个国际团队进行,于11月23日发表在《科学》杂志上。伦敦帝国学院地球科学与工程系的马克-塞普顿教授是科学小组的成员,他参加了火星上的漫游车操作,希望有一天这些样本能被送回地球,这样我们就能看到水和可能的有机物的证据,并探索在火星早期历史上是否有适合生命的条件。毅力号之前在杰泽罗的三角洲发现了有机化合物。三角洲是在火山口边缘的河流和湖泊的交汇处形成的扇形地质构造。任务科学家们对杰泽罗三角洲特别感兴趣,因为这种形态可以保存微生物。当一条运送细粒沉积物的河流进入一个较深的、流动较慢的水体时,三角洲就产生了。随着河水的扩散,它突然放慢了速度,沉积了它所携带的沉积物,并捕获和保存了水中可能存在的任何微生物。然而,在前往三角洲之前,为了安全起见,漫游车降落在火山口的地面上,这更像是一个谜团。在湖床,研究人员预计会找到沉积岩,因为水会沉积一层又一层的沉积物。然而,当漫游车在那里着陆时,一些研究人员惊讶地发现火山口地面上的火成岩(冷却的岩浆),其中的矿物质不仅记录了火成过程,还记录了与水的重要接触。这些矿物,如碳酸盐和盐类需要水在火成岩中循环,刻画出壁龛,并在空隙和裂缝等不同区域沉积溶解的矿物。在一些地方,数据显示在这些潜在的可居住的壁龛中存在有机物的证据。这些矿物质和共存的可能的有机化合物是用SHERLOC发现的,即用拉曼和发光扫描宜居环境的有机物和化学品仪器。SHERLOC安装在漫游者的机械臂上,配备了许多工具,包括一个拉曼光谱仪,它使用一种特殊的荧光来搜索有机化合物,还可以看到它们在材料中的分布情况,从而深入了解它们是如何保存在那个地方的。当漫游车向三角洲滚去时,它采集了几个水变火成岩的样本,并为未来可能的样本返回任务保存了它们。这些样本将需要返回地球,并在具有先进仪器的实验室中进行检查,以明确确定有机物的存在和类型,以及它们是否与生命有关。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333721.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1333721.htm

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