▲2016年5月12日,哈勃太空望远镜拍摄到的火星照片。
《自然?地球科学》(Nature Geoscience)杂志10月22日报道,美国加州理工学院(CT)和美国国家航空和宇宙航行局(NASA)喷气推进实验室(JPL)的科研团队的最新计算结果显示,如果火星上存在液态水,那么在特定条件下,它包含的氧气可能比之前认为的更多——甚至可能超过维持简单好氧生命体所需的阈值。
这一发现与目前公认的火星不具有宜居环境潜力的看法背道而驰。火星上是否存在液态水?答案并不确定。传统观点认为,火星上即便有液态水存在,由于其大气(主要成分为二氧化碳)比地球稀薄160倍,液态水也不可能是富氧水。CT地球生物学教授、论文合著者伍迪?费舍尔(Woody Fischer)说:“在确定星球的宜居性时,氧气是最关键的因素之一,但氧气在火星上太过稀缺。”JPL研究人员、论文第一作者瓦拉德?斯塔门科维奇(Vlada Stamenkovi?)补充说:“万万没想到,在荒凉的火星,好氧生命体需要的溶解氧理论上是存在的。”
在火星发现液态水是NASA火星计划的主要目标之一。近来,据一艘欧洲航天器的数据显示,液态水很可能存在于火星的南极冰层之下。由于已经在火星的多处地点发现了高氯酸盐,科学家们假设液态水还可能存在于含盐的地下水层中——盐会降低水的凝固点,使水在火星的低温环境中保持液态。
“假想盐水”吸引了斯塔门科维奇们的兴趣。氧气从大气进入水中,可以维持水和空气之间的平衡。如果盐水足够接近火星土壤的表面,那么它就能有效地从稀薄的大气中吸收氧气。为了分析氧气的吸收量,斯塔门科维奇等主要做了两项工作:首先,他们建立了一个化学模型,以描述氧气在低于水的凝固点时,在盐水中的溶解情况。其次,他们研究了火星过去两千万年间的气候变化情况。通过综合分析溶解模型和气候模型,研究人员就能够推断出火星上的富氧区域了。
最终,研究人员发现,在低海拔和低温下,水中的氧气含量惊人的高——比当今地球海洋中好氧生命所需氧气量高若干数量级。此外,在过去的两千万年间,随着火星轴线的变化,富氧区域的位置也发生了变化。在此期间,氧溶解度最高的时期为过去500万年左右。斯塔门科维奇认为,他们的研究结果可以为火星车执行宜居环境调查任务提供更好的参考。
编译:雷鑫宇
审稿:三水
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