好奇號監測火星甲烷異常升高：或因生命體活動

新浪科技訊 北京時間12月18日消息，綜合英國《每日郵報》以及美國太空網的有關報導，在過去的幾個月裏，科學家們已經獲得確鑿的證據證明火星上曾經存在水。但還有另外一個更大的問題：那裏是否存在過，或者至今仍然存在生命？

現在，科學家們可能即將能夠對這個問題給出同樣確鑿的回答，因為美國宇航局的好奇號火星車近期取得了一些關鍵性的發現。

好奇號上的一台設備探測到空氣重甲烷含量的異常升高，科學家們認為甲烷的形成可能與細菌類生命體的活動有關——如果被證實，那麼這將是我們首次探測到另一顆星球上的生命跡象。

好奇號火星車科學組成員，美國密安大學的蘇希·阿特萊亞(Sushil Atreya)表示：“這種現象，即甲烷濃度出現暫時性上升，隨后很快再次下降——告訴我們這裏存在一個本地來源。有很多種可能性，可能是生物成因的，也可能是非生物成因的，比如水和岩石之間的相互作用。”

重大發現

此前在軌道上運行的探測器也曾經檢測到火星大氣中存在甲烷信號。然而所有此前的發現都不能與此次探測到甲烷含量的突然上升相比，加上出現這一現象的位置——蓋爾隕坑恰好也是被認為是數十億年前存在液態水活動的區域。2012年8月，好奇號火星車在這個直徑約96英裏(約154公里)的隕坑內陸，此后便一直在開展對周圍地區的地質考察。

近日，美國宇航局表示，科學證據顯示蓋爾隕坑在過去曾經是一個巨大的湖泊，或許這裏曾經存在過適合微生物生存的環境條件。

這項最新發現已經在《科學》上刊出，這是好奇號上搭載的可調製激光光譜儀(TLS)的分析結果——這一設備的原理是使用強烈的激光來進行樣品化學成分分析。其分析結果顯示一個非常低的甲烷含量背景值，而在短短60個火星日內，其含量便飆升了超過10倍。

在連續4次測量中，好奇號發現甲烷含量從0.69 ppbv(十億分之一體積單位)一路飆升至7.2ppbv。這一測量值飆升發生的區域高程差在655英尺~985英尺之間(200~300米)，並且距離測得低背景值的地點僅有短短的0.62英裏(約1公里)。

而當好奇號繼續向前行駛大約1公里的路程之后，高的甲烷含量讀數便消失了。在這篇最新的文章裏，美國宇航局噴氣推進實驗室的克里斯·韋伯斯特(Chris Webster)博士領銜的一個研究組寫道：“在60個火星日的時間裏高水平的甲烷含量持續存在，以及在47個火星日的時間裏出現的突然下跌並不符合混合效應的結果，而更像是存在某個本地的甲烷來源，其一旦消失，空氣中的甲烷氣體便迅速消散了。”當時的風向顯示這個甲烷本地來源應該位於好奇號以北方向。

在地球上，生命是生甲烷的主要來源，但與此同時也存在多種非生物成因可以形成甲烷氣體。好奇號此前探測到火星大氣中的低甲烷背景值可以被解釋為太陽輻射導致有機物質降解時的物，這些有機物質可能是由隕石帶到火星上來的。

然而甲烷含量如此突兀的飆升需要存在一個本地來源來進行解釋，而這不太可能與撞擊火星的彗星或隕星有關。

因為如果真有一顆彗星或隕星墜落在附近導致出現了甲烷含量的如此上升，那麼這個墜落的岩石直徑必須有幾米，而它將會在地面上留下一個明顯的隕坑，但好奇號在附近並未發現這樣的跡象。

與此同時，甲烷氣體含量在這樣短的時間裏出現飆升，無法用冰層中捕獲的火山氣體釋放來進行解釋，而用土壤中甲烷氣體的釋放看來也難以對此現象進行合理解釋。

謹慎解釋

美國宇航局的科學家們目前對於給出結論非常謹慎，但表示生命活動造成甲烷氣體的生的確是多種可能性的其中之一。他們在論文中寫道：“我們在火星上持續超過一個火星年的測量顯示，在火星上存在微量的甲烷氣體，其生機制可能有超過一種，或者是多種可能機制共同作用的結果。”

蓋爾隕坑靠近火星赤道，這是在大約35億~38億年前一顆隕星撞擊火星時形成的。在它的中央位置存在一座高山，名為“夏普山”，其高出周圍地形超過5500米。這座山的山麓以及蓋爾隕坑邊緣岩壁似乎顯示出流水沖刷侵蝕的痕跡。好奇號做出的另外一項重要成果是發現蓋爾隕坑內的細粒土壤中存在水分。平均每立方英尺(約0.028立方米)土星土壤中的水含量約為量兩品脫(約合1升)。當然它們並非是自由水，而是以與礦物相結合的形式存在。

與此同時好奇號還在一塊被稱作“Cumberland”的岩石上的鑽孔粉末顆粒物中檢測到不同的火星有機物分子，這也是人類首次在火星表面物質中檢測到確鑿的有機物成分。這些有機物有可能是在火星上形成的，但也有可能是由隕石從其他地方帶來的。好奇號項目科學家，美國麻省理工學院的羅傑·薩蒙斯(Roger Summons)表示：“首次在一塊火星地表岩石中檢測到有機碳物質具有重要意義。有機物非常重要，因為它們可以告訴我們有關它們形成與保存條件的信息。”

他：“反過來，這些信息將有助於了解地球-火星之間的差異，並幫助我們判斷由蓋爾隕坑所代表的沉積岩層是否或多或少是有利於有機物質積累的環境條件。而現在我們所面臨的挑戰是要去往夏普山的山麓並尋找其他可能含有更多種類有機質的岩石。”

研究人員此次還報導了好奇號在古老湖床的Cumberland岩石中檢測到30多億年前與礦物相結合的水分的結果，這一結果顯示古代火星失去了其大部分水體並在那之后繼續喪失其水分。

目前好奇號已經接近夏普山山麓，而在未來數月內它將開始逐漸爬坡。科學家們非常急切地希望對這座山開展探索，這是因為這裏存在大量裸露的沉積岩層，從而讓科學家們有機會探查火星的漫長歷史。

有關火星上是否存在，或曾經存在過生命，這個問題的答案最終可能將由歐洲空間局(ESA)的ExoMars 探測器給出解答。這輛重300公斤的火星車按計劃將在2019年陸火星。

ExoMars 火星車將裝備一個6.5英尺(約2米)長的鑽探機，並將裝備檢測生物標記的設備。不過ExoMars 火星車的陸區將不會是蓋爾隕坑。由於其陸精度不如好奇號，因此中央矗立一座高山的蓋爾隕坑被認為是具有高風險的陸區。

其他進展

而在此之前，12月3日，科學家們宣佈，美國宇航局的好奇號火星車近日在火星表面探測到了複雜的有機化學環境，並探查到長期以來科學家們一直在搜尋的一類有機物可能存在的信號，這種有機物可能對於原始生命的生有所幫助。

好奇號搭載的“火星樣品分析儀”(SAM)從其檢驗的火星土壤樣品中發現了氯，硫，水以及有機化合物的信號，所謂有機化合物是指含有碳的化合物。然而，目前科學組還尚無法確定這些化合物是否真的來自火星，還是隨好奇號被從地球帶來的污染物。

在此間於舊金山舉行的美國地球物理聯盟會議期間，美國宇航局戈達德空間飛行中心的SAM設備首席科學家保羅·馬哈菲(Paul Mahaffy)表示：“SAM對於有機物無法給出確切性探測。”

好奇號項目科學家約翰·格洛岑科(John Grotzinger)表示：“盡管馬哈菲的設備檢測到了有機物的信號，但首先我們必須確認這些物質是否的確來自火星。”

之所以專門進行這樣一次信息發布，是因為上周有一條流言盛行，稱美國宇航局的好奇號火星車有了“巨大的”發現。為此，美國宇航局此番專門舉行發布會，試圖平息這一言。

好奇號所進行的觀測中還包括高氯酸鹽，這是一種由氧氣與氯之間相互反應生的化合物，此前美國宇航局的鳳凰號陸器曾經在火星的北極地區檢測到這種化合物的存在。

好奇號的SAM設備使用一個微型爐子對火星土壤與塵埃樣品進行加熱，並對其釋放出來的氣體進行分析以判斷其化學成分。實驗中所採用的火星土壤樣品則是由好奇號機械臂上的一個勺子設備抓取並送樣的。

當好奇號將含有高氯酸鹽的樣品放在SAM爐子中加熱時，它會釋放出氯化甲烷化合物，這是一種含碳的有機物質。

美國宇航局官員在一份聲明中表示：“這裏的氯顯然是火星本地的，但其中的碳有可能來自地球，由好奇號從地球帶到了那裏。由於SAM設備的檢測靈敏度極高，因而被檢測出來。”

這項發現是好奇號對其沿途一片風成塵土沙粒覆蓋區域進行考察時做出的，這片區域被稱作“岩石巢穴”(Rocknest)。這片區域地勢平坦，距離好奇號的首個考察目的地——高度約5000米的夏普山山麓一片被稱作“格列尼格”(Glenelg)的區域仍然還有數英裏的路程。夏普山(Mount Sharp)是好奇號火星車的陸區，巨大的蓋爾隕坑中央高高隆起的一座高山。(晨風)