火星冰层微小光合外星生物或能在地球重现

一项由美国国家航空航天局(NASA)主导的新研究显示,微小的光合微生物或许正在火星上秘密地蓬勃生长——它们隐藏在遍布这颗红色星球表面那薄薄的、布满尘埃的冰层中的小液泡里。

研究人员觉得,这些冰层有可能是在我们太阳系内探寻外星生命时最具希望的目标之一——并且计划在地球上的实验室里重现它们,以此来检验这些预测。

火星是一个令人惊讶的冰冷世界:这颗行星存在覆盖其北极的冰冻沙丘,其南极上方有着巨大的二氧化碳冰层,赤道附近埋藏着大量的冰冻水。然而,它还具有较小的零下特征,其中包括古代雪堆遗留下来的布满灰尘的水冰层,这些雪堆附着在行星表面的特定位置,比如沟壑和峡谷的底部。

在 10 月 17 日发表在《地球与环境通讯》杂志上的一项新研究中,研究人员创建了计算机模型来模拟这种布满灰尘的表面冰层内的状况,发现它可能包含微小的融水气泡,这些气泡可以作为来自火星曾经的多水时期遗留下来的微生物生命的微型“宜居区”。

研究人员提出,这些隐藏的空洞能够为单细胞生物提供光合作用的三个关键条件:液态水、来自火星稀薄大气的二氧化碳气体和阳光,阳光透过上方的薄冰照射进来。从理论上讲,冰层还可以保护微生物免受潜在致命的太阳辐射和宇宙射线的伤害,由于火星缺乏磁屏蔽,这些射线会对火星表面进行轰击。

研究人员写道,未来的宇航员和殖民者能够轻松抵达布满灰尘的冰层并找到这些气泡,这让其成为寻找外星生命更具吸引力的所在。“倘若我们现今试图在宇宙的任何角落寻觅生命,火星冰层暴露之处或许是我们应当探寻的最易抵达的地方之一,”研究的主要作者、美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家阿迪蒂亚·库勒在声明中说。

据研究人员所说,埋在薄薄的表层冰下的深色尘埃颗粒可以被透过冰层的阳光加热,进而形成充满融水的空间区域。研究人员写道,这或许是火星上为数不多的液态水易于形成的地方之一,因为通常情况下,冰受热时会升华——也就是直接变成气体。

在我们的星球上也存在类似的过程:当灰尘被困在雪、冰川和冰原中时,会形成被称作冰尘穴的空间,这些空间通常含有液态水——有时还有生命。

“这在地球上是一种常见现象,”研究的合著者、亚利桑那州立大学的行星科学家菲尔·克里斯滕森在声明中说。“厚厚的雪和冰能够由内向外融化,阳光得以进入,像在温室中一样使其变暖,而非从上往下融化。”

各种各样的光合生物,诸如藻类、真菌和蓝细菌,生活在冰尘洞中。研究人员写道,在冬季,当温度下降,冰尘洞重新冻结,这些生物就会进入类似冬眠的停滞状态,有效地暂停所有关键功能,直至夏季冰尘洞重新形成。他们补充说,任何潜在的火星微生物可能也会做类似的事情。

基于新的计算机模型,研究人员认为,只要灰尘含量低(低于 1%),融水气泡有可能在深度达 9 英尺(3 米)的冰层中形成。然而,这只可能在纬度处于 30 度至 60 度之间的区域发生。任何更靠近行星两极的地方,冰层可能都太冷,无法形成气泡。

该团队打算继续对这一提出的现象展开研究,使用更多的计算机模型和基于地球的实验,以更多地了解它可能怎样以及在何处发生的情况。

“我正在与一组科学家合作,开发改进的模拟,以了解如今火星上在什么情况下、什么地方以及什么时候含尘冰可能正在融化,”库勒告诉 Live Science 的姊妹网站Space.com。“此外,我们正在实验室环境中重现部分含尘冰的情景,以便更详细地进行研究。”