碳酸盐岩层暗示火星生命存在？

火星探测轨道器拍摄到的火星岩层三维图像

火星碳酸盐成分分析

　　碳酸盐岩层暗示火星生命存在？

　　2008 年底，NASA 火星探测轨道器拍摄到一组岩层图像，地质分析师埃尔曼研究发现：这些岩层是由碳酸盐构成。这些碳酸盐的存在暗示古老火星曾有生命物质存在，碳酸盐所在地可能就是火星生命曾经的温床。这一发现也使2009 年秋季NASA 新一轮的火星探索锁定目标。

　　文/ 西简

　　“火星仿佛地球的一个堂兄弟，然而它又冷又干，毫无生命力。我很想让人们看到，过去（大约30 亿年前）火星也是和地球一样的，有流水，也有活火山。

几乎在同一时期，生命在地球繁衍进化，那么当时火星上是不是也有生命在演化呢？为什么火星变成了我们今天看到的这个样子？这些研究的结果是不是能告诉我们为什么地球的系统几十亿年来保持着适宜居住的环境呢？”当被问及是什么令贝瑟妮-尔曼（BethfunctionEhlmann）醉心于火星的探索时，她的回答是更多的提问。

　　2008 年底，装置在NASA 火星探测轨道器(MRO) 上的火星专用小型侦察影像频谱仪（CRISM）获得了一组图像，这些图像显示出火星上存在着大量的碳酸盐。一直以来，这些在地球上微不足道的碳酸盐，却是关于火星生命存在的推想中最重要的一道缺失环节。火星上已经确认存在水，碳酸盐则意味着另一种生命要素有机物的存在，而碳酸盐的形成环境，也对温度有着一定的要求，可以说，碳酸盐的形成和生命物质的形成有着极度相似的环境要求。

　　如今这些矿物质的发现，至少可以令科学家确认，即使火星上没有现存的生命物质，但是它的远古时期，却有可能和地球一样，出现过生命物质。

　　“火星碳酸盐”的发现结果随即在《科学》杂志上发表，论文的主要撰稿人就是埃尔曼，在她的论文中，她同时公布了一张关于火星碳酸盐分布的三维图像，这张图像是她和她的同事根据CRISM 传回的光谱数据绘制出来的。

　　“这张图将帮助NASA 锁定下一轮火星探索的目标。”埃尔曼说。新一轮的火星探索将在2009 年秋季进行，探索火星生命的存在是其中最主要的任务之一，现在，这项探索任务变得更加有的放矢了。

　　碳酸盐岩层的首次发现

　　这片碳酸盐岩层大约绵延20 多公里，在埃尔曼论文图片中显现为一片蓝绿色的、仿佛黏土的区域。它实际上是火星“尼利- 福萨”（Nili Fossae）地区一个峡谷的岩层矿物的立体图。“尼利- 福萨”地区是NASA 计划将要登陆的一个地方，也是美国7 个“火星探索试验室”的候选场所之一，这里充满着纵深的峡谷，直切入到火星表面土壤之下。

　　不过可能正是这样的峡谷地貌才使碳酸盐得以保存，科学家们认为，碳酸盐会在酸性环境中消融，但由于峡谷在火星土壤之下，这片碳酸盐矿反而得以保存，避免了被火星恶劣气候侵蚀。而现在的火星，已经完全呈现出一种被酸性环境风化过的面貌。

　　火星碳酸盐几乎已经要被科学家认为只在理论上存在的物质了。

　　2008 年7 月31 日，NASA 的“凤凰号”探测器在给其采集的土壤样本加热时，发现有水蒸气产生，从而确定火星上存在着水。然而，虽说水是生命之源，但这并不意味着有水就有生命物质存在。很多科学家认为火星上存在的水仅仅是一种酸性液体，这种液体并不支持生命物质存活；接着8 月份，NASA在火星上发现高氯酸盐和硫化矿物，这两种物质都呈酸性，对生命体有害无益，这些矿物质的发现几乎同时让“火星上有水”的发现退回到一种毫无建设意义的境地。科学家们都希望能发现碳酸盐类的矿物，因为只有这种矿物才能证明与之反应的水是中性或碱性的，这才是生命体衍生所需要的水。

　　也有一些好消息。埃尔曼介绍说，其实“凤凰号”探测器也发现过微量的碳酸盐类物质， “只不过那些发现都太‘微量’了，只是在火星灰尘里发现一些线索，你不知道它们来自于火星哪里，所以也很难将它作为研究的依据。”

　　“尼利- 福萨”一带的碳酸盐岩层是NASA 首次发现的最大矿区，它是火星地貌的一部分，埃尔曼的发现让进行火星生命探索的科学家们可以锁定一个地点，研究火星的生命演化之谜。

　　碳酸盐揭示火星历史

　　发现“尼利- 福萨”碳酸盐岩层，另一个重要意义在于，它为科学家研究火星环境的历史，提供了一份好的“标本”。

　　埃尔曼在她的三维图像中，用不同颜色来表示碳酸盐成分和形成过程的差异。在图像的右下角，一小片无遮蔽的岩石呈现出绿色，而最高处的岩层则呈现出紫色，中间则环绕着带状的黄色岩层。根据对光谱的分析，埃尔曼得出结论，这些岩层的不同色泽，都是含铁、含镁的火星黏土和水部分发生反应，才呈现出这样的颜色来的。

　　埃尔曼和她的同事们还大致确定，这片主要由碳酸镁和碳酸铁构成的彩色岩层主要形成于距今39 亿年前至35亿年前的诺亚纪（Noachian）和距今35 亿年前的赫斯伯利亚纪早期（earlyHesperian era），关于这些岩层是怎样形成的，科学家们做出了这样的“情景再现”：诺亚纪或赫斯伯利亚纪时，火星上充满纵横交错的水路，土壤也是富含矿物质的黏土，在活火山的作用下，土壤中的矿物质捕获到大气中的二氧化碳，再与水作用产生出碳酸盐。

　　这一分析同时得到了一个连带结论，就是在30 多亿年前的火星，温度也必然是适宜的，因为形成这些碳酸盐需要足够的二氧化碳，这些温室气体保证了火星上温暖的天气。

　　“现在这些二氧化碳都被岩石锁定了。”埃尔曼说，“在地球上也是如此，如果地球上的土壤、岩石将它们锁定的二氧化碳全部释放，那么地球的大气将会变得和金星一样浓厚。”（金星拥有太阳系行星中最厚的大气层——编注）

　　但是现在火星上既没有了水，气候也变得完全极端，一些科学家推测生命在火星上可能繁衍过，但是现在已经完全失去踪迹。

　　“火星上应该发生过一次很大的酸性环境的风化过程。”埃尔曼说，但是这种风化何时发生，怎样发生，都还在研究之中。“无论如何，这片碳酸盐岩层的发现不仅让我们确认，火星具备产生生命的能力，还会在之后的研究中，向我们展现一系列火星环境的变迁。”