“好奇號”在火星上發現“不尋常”碳特徵，好奇號火星車動力很強，好奇號是一輛老資格的火星車，已經在火星蓋爾撞進坑上探索了9年，“好奇號”在火星上發現“不尋常”碳特徵。
“好奇號”在火星上發現“不尋常”碳特徵1
自2012年以來，美國宇航局的“好奇號”火星探測器在火星表面穿越，在岩石中鑽孔採樣，並在其搭載的化學實驗室中進行分析，試圖梳理火星存在生命的證據。
1月17日，該火星探測器項目的科學家在美國《國家科學院院刊》公佈了一個有趣的關於碳的現象，這不一定是火星曾存在生命的證據，但十分奇怪。他們發現，“好奇號”探測到一些岩石的碳中含有大量的輕碳同位素。在地球上，這是古微生物存在的有力證據。
然而，考慮到這是在火星上發現的，研究人員不願意輕易下結論，因此他們一直在尋找該現象的非生物學解釋，包括紫外線和星際灰塵。
研究論文第一作者、美國賓夕法尼亞州立大學帕克分校生物地球化學家Christopher House說，研究確實增加了微生物曾經存在乃至今天仍存在於火星上的可能性。
碳以兩種穩定的同位素形式存在：“輕”的碳—12和較“重”的碳—13。由於碳—13多了一箇中子，形成的分子鍵會稍“堅固”一些。因此，生命進化中選擇了更易分解的碳—12。生命活動產生的大多數有機分子也都富含碳—12，例如，與深海熱液噴口排放的非生物甲烷相比，來自稻田的甲烷含有更多輕碳。
研究小組觀察了“好奇號”穿越蓋爾撞擊坑（裏面有古老湖泊的泥岩）時，一路上鑽取的24個不同岩石樣本。不同樣本的分析結果差異很大，其中，在6個點上鑽取的樣本的碳—12、碳—13含量比基於地球的參考標準高70%以上。
“這是戲劇性的發現。”House說，來自山脊頂部和撞擊坑其他地形高點的樣本中，上述現象最明顯。因此，研究小組認爲，富集碳是數十億年前從大氣中沉積而來的，不是湖泊沉積物留下的。
將輕碳濃縮到如此高的水平可能需要多個步驟，研究人員對該過程進行了推測。
一種推測是火星深處微生物以岩漿中較輕的碳爲食，釋放甲烷氣體。然後，地表的其他微生物以排放的甲烷爲食，進一步提高輕碳含量，並在其死亡後將輕碳固存。
但是，火星探測器尚未發現古代微生物的物理痕跡。因此，研究人員認爲，火星深處的微生物也有可能是在紫外線驅動下濃縮輕碳的。紫外線可能會分解微生物產生的甲烷，進一步富集輕碳，同時產生甲醛等子產物，最終沉積在火星表面。
此外，還有可能是年輕太陽系包括早期的火星，穿越了一個含有氣體和塵埃的星際雲。科學家認爲這種現象每1億年左右會發生一次。這種星際雲中含有輕碳，與“好奇號”觀測到的碳相當。塵雲可能阻擋了陽光，使火星深度凍結、形成冰川，阻止了宇宙塵埃中的輕碳被其他碳源稀釋。House說，上述事件發生是一個極大的巧合，且蓋爾撞擊坑沒有冰川存在的證據，但是，這種可能性不能排除。
未參與該研究的加利福尼亞大學行星科學家Mark Harrison也認爲，碳富集的確是古代生命存在的一個暗示，但是通過這種跡象判斷生命存在與否，在地球上也是存在爭議的，因此，不能排除非生物學的解釋。要解開上述謎團，需更多的探測和研究。
“好奇號”在火星上發現“不尋常”碳特徵2
一說起“火星殖民”，很多人就覺得不靠譜，這簡直是在癡人說夢，但隨着人類科技的長足進步，我相信終有一天會實現“火星移民”之夢，就像中國空間站一樣，在幾十年前，誰會想到中國竟然也能打造出如此高大上的空間站呢！
如今，火星上有三輛火星車，中國祝融號，美國毅力號和好奇號，它們可以說是人類殖民火星的“先行者”，誰都希望它們能在火星表面發現些什麼，與外星生命相關的物質，支持人類在火星生存的物質，這些都會讓人興奮不已。
在三輛火星車中，好奇號是一輛老資格的火星車，已經在火星蓋爾撞進坑上探索了9年，已經行走了27.01公里，拍攝了87萬多張火星景觀照，科學家根據這些火星景觀照生成3D圖，彷彿是親臨蓋爾撞擊坑內一般。
好奇號發現不尋常混合物，假設了外星生命的存在
好奇號火星車動力很強，不受火星風暴的影響，在27.01公里長的旅途中，有了很多發現，而就在2022年1月，美國科學家再次宣佈：好奇號火星車在蓋爾撞擊坑中有大發現，發現了一種不同尋常的化學元素混合物。
根據美國航天局專家的說法，這種化學元素混合物，可以假設外星生命的存在，那麼我們就來看看這究竟是什麼物質，這種物質就是碳12和碳13同位素混合物，碳12和碳13是兩種穩定物質，碳13極度貧化。
爲了收集到這些化學元素混合物，好奇號整整探索了9年，從2012年8月開始，一直到2021年7月才結束，總共加熱了24份粉末狀樣品，分離出單個化學物質，才發現了碳12和碳13同位素混合物。
火星上的碳12和碳13怎麼來的？
碳12和碳13是一種非常原始的物質，在太陽系還沒有形成的'時候，就已經存在於宇宙中了，那麼火星上的碳12和碳13怎麼來的？美國專家提出的三種可能性，宇宙塵埃雲，甲醛等有機化合物和生物活動產生。
宇宙塵埃雲
太陽系每隔幾億年就會穿過一大片銀河分子云，銀河分子云會降低火星上的溫度，於是火星海洋被冰成冰川，於是分子云中帶有碳的塵埃物先沉積在冰的頂部，火星冰川消失後，在火星土壤中留下一層包含碳的污垢。
甲醛等有機化合物
二氧化碳通過紫外線照射後轉化爲甲醛等有機化合物，而有機化合物中含有碳，因爲實驗結果證明了這種結果，所以成爲了火星碳來源的一種解釋。
生物活動產生
火星上的極度貧化碳13與澳大利亞沉積物中提取的樣本很相似，澳大利亞沉積物有27億年的歷史，極度貧化碳13是由古代微生物消耗甲烷時的生物活動引起的，也就是說地球上的極度貧化碳13由生命產生，所以火星上的貧化碳13可能也來自生命。
需要說明的是，這並不一定說明火星上的極貧化碳13也是由外星生命產生的，只能作爲一種可能的假設。
好奇號以核電池作爲動力，非常經久耐用，只要不出現故障，再行走10年20年也沒有問題，但是好奇號最脆弱之處是它的車輪子，多張照片顯示，輪子破了多個大窟窿，一旦車輪子壞了，有核電池也沒用了。
蓋爾撞擊坑直徑154公里，好奇號主要探索目標火星上的蓋爾撞擊坑，行駛的最終目的地是蓋爾撞擊坑的中心位置，但中心位置距離好奇號至少還有50公里，按現在的速度，只怕還需要20年。
“好奇號”在火星上發現“不尋常”碳特徵3
美國宇航局的“好奇號”漫遊者在火星上發現了大量的、意想不到的碳信號。這聽起來可能會讓人很興奮，因爲，在地球上，這種化學特徵通常與生命有關。
上圖：好奇號漫遊者看到的蓋爾隕石坑的史汀生砂岩地層。從這個地區鑽取的岩石樣本顯示出大量的碳同位素。
但是，在火星上，還是讓我們降低期望值吧 —— 它可能並不代表着外星生命。因爲，還有其他非生物的方式可以讓這種碳到達那裏。但是，美國國家航空航天局也不能確定這是不是外星生命跡象，這還需要進一步觀察。
“好奇號”漫遊者多年來一直在鑽探岩石樣本，然後分析產生的粉末的化學成分。它能探測到的東西之一，就是不同同位素的比率 —— 相同元素的原子原子核中有不同數量的中子。人們曾預計碳-13同位素是最常見的，但在最近的一次鑽探探險中，大約一半的樣本顯示出驚人的大量的碳-12。
最重要的是，碳-12通常被認爲是生物化學的特徵。地球上的生物利用碳-12來代謝食物，而植物利用碳-12來進行光合作用。這似乎表明，探測器已經發現了火星上存在古代生命的證據，然而，研究小組表示，我們只是對這顆紅色行星的碳循環還了解的不夠，無法確定。
該研究的主要作者克里斯托弗·豪斯（Christopher House）說：“在地球上，產生我們在火星上檢測到的碳信號的過程是生物學的。我們必須瞭解，是否同樣的解釋適用於火星，或者是否有其他的解釋，因爲火星非常不同。”
上圖：這是好奇號火星車鑽的洞。這個地點的樣本顯示出高濃度的碳-12。
至於其他解釋，研究小組給出了關於碳-12來源的兩個非生物假設。第一種說法是，來自太陽的紫外光可能與火星大氣中的二氧化碳發生了相互作用，產生了富含碳的分子，然後沉澱在火星表面。第二個說法表明，太陽系可能在數億年前穿過了一個巨大的分子云，這可能會導致更多的碳-12降落到地表。
當然，還有第三個假設（生物假設） —— 生活在火星表面及下方的古老細菌會向大氣中釋放甲烷。然後，這些碳會與紫外線相互作用，轉化成更復雜的分子，創造出數十億年後“好奇號”探測到的碳信號。
儘管人們很想相信第三個假設，但研究小組警告說，非生物起源更有可能是罪魁禍首。在地球上適用的東西不一定適用於火星。
該研究的作者之一珍妮弗·l·特本布羅德（Jennifer L. Eigenbrode）表示：“最困難的事情是放棄地球，放棄我們的偏見，真正嘗試進入火星上的化學、物理和環境過程的基礎”。
未來的工作，包括最近抵達火星的“毅力”號所做的工作，可能有助於發現更多關於火星碳循環的信息，以及這種有趣的化學特徵是否真的是生命存在的證據。
