火星上潛在生命的跡象可能比最初想象的更容易找到

Mondo 科學 更新 2024-01-29

該實驗上公升到太空邊緣,然後落回地球,模擬火星的大氣層。 **泰雷茲·阿萊尼亞空間。

乙個學校的科學實驗正在回答這個世界之外的問題。 雖然有人擔心火星上任何有機物的證據都可能被火星的地質所掩蓋,但新的研究表明情況可能並非如此。

一群嶄露頭角的年輕研究人員幫助展示了如何在火星上找到生命的證據。

來自埃塞克斯郡濱海韋斯特克利夫的聖伯納德修道院高中的學生協助自然歷史博物館和倫敦大學學院的科學家進行了一項實驗,以了解任何潛在的古代生命可能在這顆紅色星球上留下了哪些證據。

這所女子學校的校友包括海倫·公尺倫夫人(Dame Helen Mirren),學生們準備了微生物墊的樣本,這些樣本被氣球飛到太空邊緣,以模擬火星上的條件。 這使研究人員能夠檢查寒冷乾燥的大氣對生命跡象造成的任何變化。

領導這項研究的博士生康納·巴拉德(Connor Ballard)說:“我們希望讓學生盡可能多地參與研究,他們自始至終都非常投入。

我們知道科學缺乏多樣性,所以能夠與這些年輕女性一起工作是一種樂趣。 我知道他們中的很多人都想從事科學事業,所以我們真的希望這對他們將來有所幫助。

路易莎·普雷斯頓(Louisa Preston)博士是自然歷史博物館的科學助理,也是該書的合著者,她補充說:“對於這些年輕女性來說,有乙個寫有她們名字的**來慶祝她們的工作,這真是太棒了。

讓孩子們參與科學真的很重要,所以我們希望這也能激勵其他學生。

研究結果已發表在《AAS研究筆記》雜誌上。

自 1990 年代以來,六輛火星車已成功登陸火星表面,以更多地了解我們鄰近的行星。 其中許多任務都試圖回答乙個大問題——火星上曾經有過生命嗎?

它並不像看起來那麼古怪。 雖然人類無法在火星表面生存,但地球上有許多微生物會發現其富含二氧化碳的乾燥大氣非常宜居。

希望如果它曾經存在過,火星上的生命會以物理或化學標記的形式留下一些痕跡,稱為生物特徵。 但識別這些跡象可能很棘手。 高水平的輻射、極端溫度和火星天氣可能已經損壞或掩蓋了這些標記,使它們難以被發現。

為了解釋這一點,研究人員想知道當生物識別技術崩潰時會留下哪些跡象。 研究小組對石膏模型可能對這些跡象產生的影響特別感興趣。

在地球上,這種礦物質存在於乾涸的湖泊中,人們認為在火星上,這種礦物質可能儲存了任何可能生活在任何液態水中的生命的有機分子。 但這有問題。

雖然石膏可能擅長儲存有機物,但它也會使它們更難找到,“康納解釋說。 “在紅外線中工作,問題在於石膏的許多核心特徵具有吸收特徵,掩蓋了光譜中的有機峰。 這有點像 Catch-22。

在與學生的合作中,該團隊決定使用自然歷史博物館的藏品來模擬紅色星球上古代生命的跡象。

為了模擬任何潛在的火星生物特徵,該團隊面臨著兩個挑戰:尋找火星上生命的表徵,以及模擬火星上的條件。

如果火星上存在生命,人們認為它可能以微生物墊的形式存在。 這些是細菌和其他微生物的集合,它們創造了地球上一些最古老的生命證據,因此假設火星上的生命可能遵循類似的路徑並非沒有道理。

作為研究的一部分,路易莎一直在研究自然歷史博物館收藏的微生物墊樣本。

我一直在研究 1900 年代初由極地探險家羅伯特·法爾肯·斯科特 (Robert Falcon Scott) 領導的發現探險隊期間收集的微生物墊,“她說。 “這些墊子儲存完好,儘管年代久遠,但仍然顯示出強烈的生物學特徵。 ”

這使得它們成為在這裡使用的不錯選擇,我認為羅伯特·法爾肯·斯科特(Robert Falcon Scott)會很高興他的探險樣本在乙個多世紀後仍然會開闢新天地。

現在他們已經找到了自己的**人,團隊需要模擬火星的條件。 為了解決這個問題,路易莎和團隊求助於一家名為Thales Alenia Space的公司,該公司自2024年以來一直在發射氣象氣球,將學校的科學實驗帶到太空邊緣。

通過將標本帶到太空邊緣,希望它們能夠體驗到與紅色星球上發現的相似的條件。

隨著氣球的發射,學校的學生能夠將微生物墊的微小樣本與不同比例的石膏混合,然後將樣本密封到塑料容器中。 一半留在地球上作為對照,而其他的則被提公升到地球上空約30公里處,然後安全跳傘到地面。

然後使用紅外光譜掃瞄返回的樣品,紅外光譜是一種通過觀察樣品如何吸收紅外輻射來識別樣品成分的技術。 對照樣品的掃瞄顯示,混合物中較高含量的石膏掩蓋了微生物墊中的生物特徵。

然而,對於已經到達太空邊緣的樣本來說,情況就不同了。 暴露在高海拔地區會導致石膏變乾,這意味著墊子的某些方面在結果分析中被突出顯示。

這表明,在火星上配備紅外光譜儀的火星探測器,如美國宇航局的毅力號和好奇號,即使放在石膏中,也應該能夠探測到生物特徵。

康納希望未來的測試能夠揭示其他礦物如何影響生物識別檢測,讓研究人員有最好的機會在火星上找到任何有機物質的跡象。

更多資訊: Connor JBallard 等人,通過模擬火星環境測試硫酸鈣混合物中生物特徵檢測的極限,AAS 研究筆記(2023 年)。 doi: 10.3847/2515-5172/ad103f

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