2016年5月12日,哈勃太空望遠鏡拍攝到的火星照片。

《自然·地球科學》(Nature Geoscience)雜誌10月22日報道,美國加州理工學院(CT)和美國國家航空和宇宙航行局(NASA)噴氣推進實驗室(JPL)的科研團隊的最新計算結果顯示,如果火星上存在液態水,那麼在特定條件下,它包含的氧氣可能比之前認爲的更多——甚至可能超過維持簡單好氧生命體所需的閾值。

這一發現與目前公認的火星不具有宜居環境潛力的看法背道而馳。火星上是否存在液態水?答案並不確定。傳統觀點認爲,火星上即便有液態水存在,由於其大氣(主要成分爲二氧化碳)比地球稀薄160倍,液態水也不可能是富氧水。CT地球生物學教授、論文合著者伍迪•費舍爾(Woody Fischer)說:“在確定星球的宜居性時,氧氣是最關鍵的因素之一,但氧氣在火星上太過稀缺。”JPL研究人員、論文第一作者瓦拉德·斯塔門科維奇(Vlada Stamenković)補充說:“萬萬沒想到,在荒涼的火星,好氧生命體需要的溶解氧理論上是存在的。”

在火星發現液態水是NASA火星計劃的主要目標之一。近來,據一艘歐洲航天器的數據顯示,液態水很可能存在於火星的南極冰層之下。由於已經在火星的多處地點發現了高氯酸鹽,科學家們假設液態水還可能存在於含鹽的地下水層中——鹽會降低水的凝固點,使水在火星的低溫環境中保持液態。

“假想鹽水”吸引了斯塔門科維奇們的興趣。氧氣從大氣進入水中,可以維持水和空氣之間的平衡。如果鹽水足夠接近火星土壤的表面,那麼它就能有效地從稀薄的大氣中吸收氧氣。爲了分析氧氣的吸收量,斯塔門科維奇等主要做了兩項工作:首先,他們建立了一個化學模型,以描述氧氣在低於水的凝固點時,在鹽水中的溶解情況。其次,他們研究了火星過去兩千萬年間的氣候變化情況。通過綜合分析溶解模型和氣候模型,研究人員就能夠推斷出火星上的富氧區域了。

最終,研究人員發現,在低海拔和低溫下,水中的氧氣含量驚人的高——比當今地球海洋中好氧生命所需氧氣量高若干數量級。此外,在過去的兩千萬年間,隨着火星軸線的變化,富氧區域的位置也發生了變化。在此期間,氧溶解度最高的時期爲過去500萬年左右。斯塔門科維奇認爲,他們的研究結果可以爲火星車執行宜居環境調查任務提供更好的參考。

編譯:雷鑫宇 審稿:三水 責編:張夢

期刊來源:《自然·地球科學》

原文鏈接:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/10/181022171911.htm

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