我们最后知道在火星上什么地方寻找生命

By Paul Sutter

 published 16 hours ago

Search for Life

科学家们说跟着甲烷走，如果——而这是一个大如果——在这颗红色星球上有生命被发现。

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就像由搭载在火星全球勘测者号上的火星轨道相机 （MOC） 拍摄的每日全球图像汇编的火星一样。(Image credit: NASA/JPL/Malin Space Science Systems)

自从在火星上发现甲烷以来，科学家们已经好奇了是否这颗红色星球可能驻着生命。现在研究人员知道在哪里来看：在一个广阔的火星平原的表面之下深处。

多年来火星甲烷秘密一直困扰了科学家们。火星车在这个地表上已经观测到甲烷的季节性波动，但轨道卫星已经没有发现该分子的任何重大痕迹。这种可变性是一个有趣的但未经证实的在火星上生命可能存在的某种特定暗示。

然而广的讲火星出现不适适合居住的。表面温度通常是远低于冰点，几乎没有任何大气层，而致命的宇宙射线和太阳射线恒定的轰炸这颗行星。因此虽然古代火星从前有过海洋和更温暖气候，但我们不太可能来在火星表面上或附近发现任何活着的动物。

艺术家的宇航员在一个未来到这颗红色星球使命期间在火星上钻探水的描画。(Image credit: NASA Langley Advanced Concepts Lab/Analytical Mechanics Associates)

但我们能看地球来发现火星生命的潜在栖息地。在我们的星球上生命已经扩展和多样化到充满每一个可利用的居所，从大气层的上层到地表之下数英里。生命也已经发现了许多来从环境提取能量的聪明方法。虽然最常见的方法是光合——以及从该基础造成的的食物网——但古细菌域由它们能在任何获得能量的地方发现能量的单细胞生物组成。

这包括“吃”氢并将甲烷作为一种废物排出体外的生物生甲烷菌。鉴于在红色星球上甲烷有规律的出现和消失的证据，这些是潜在生存的火星生命的主要候选。

在最近提交给《天体生物学》（Astrobiology）杂志的一篇论文中，科学家们为火星环境潜在的类似物侦查了地球，搜索在类似火星上那些条件中兴旺的生甲烷菌。

研究人员缩小了潜在的栖息地类似物的清单成三类。首先是地球的地壳中深处的微观裂缝，在那里基岩宿主微少量液体——也可能出现在火星地壳深处的条件。第二个是被埋在冰川或极地冰盖下的淡水湖，它们可能存在在火星的南部冰盖下。最后一个是极端的盐的、缺氧的深海盆地，它复制了在这颗红色星球上陨石坑斜坡上水的季节性外观。

科学家们已经在地球上的所有这些环境中发现了生甲烷菌，但这还不足够精确。在这篇新论文中研究人员映射出了跨散布整个星球的场所的温度范围、盐度水平和 pH 值。然后他们缩小了在类似火星条件中兴旺的物种。最后，他们为分子氢的可利用性勘测了这些场所，分子氢是在地球上生甲烷菌和火星上潜在的生命的主要食物产品。

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特别是研究人员指出了生甲烷菌科和甲烷微菌科是最灵活的，有生活在许多类似火星一样条件中的成员物种。

接下来研究人员检查了关于火星本身可利用的数据。虽然信息是稀少的尤其是关于地下条件，但有足够的数据来粗略的把液态水可能存在地方的图放在一起。液态水对支持所有生命是必不可少的，甚至顽强的生甲烷菌。鉴于冰下湖泊和潮湿陨石坑斜坡的情况的证据，研究人员认为生命的最佳机会是在表面之下深处。

特别的，在火星北半球中的一个广阔平原阿西达利亚平原有最好的条件。但温度仅足够温暖来支持 2.7 至 5.5 英里（4.3 至 8.8 公里）深度的液态水。研究人员认为那里的温度、盐度、pH 值和氢的可利用性有匹配在地球上兴旺的生甲烷菌地方条件的最佳机会。因此是来开始挖掘的时候。