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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