火星上是否存在過生命?澳洲內陸35億年歷史的岩石,可能為科學家提供線索

火星上是否存在過生命?澳洲內陸35億年歷史的岩石,可能為科學家提供線索
Photo Credit:Frances Westall / CNRS Orléans / BBC News

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澳洲內陸有35億年歷史的岩石可能為科學家提供線索,幫助釐清火星上是否存在過生命。研究澳洲岩石的科學家說,遠古的微生物可能影響了這些岩石的構成,因此美國NASA的「毅力號」火星探測器,應該在火星上搜尋類似年代的岩石。

疊層石

Photo Credit:Frances Westall / CNRS Orléans / BBC News

疊層石形成的突丘,最早受到居住在法國的英國科學家弗朗西斯.威斯陶爾的注意

澳洲內陸有35億年歷史的岩石可能為科學家提供線索,幫助釐清火星上是否存在過生命。

研究澳洲岩石的科學家說,遠古的微生物可能影響了這些岩石的構成。

研究人員說,美國NASA的「毅力號」火星探測器,應該在火星上搜尋類似年代的岩石。

「毅力號」正在尋找生物證據,以期獲得有關火星歷史的主要線索。

同美國NASA合作、在倫敦的自然歷史博物館的研究人員,對澳洲西部大大小小的丘狀地帶做了一些特徵描述,那些岩石特徵可能是在古代微生物作用下形成的。

「毅力號」目前正在火星上探索「傑澤羅火山口」(Jezero Crater),據料探測器明年會穿越的地區可能有類似地球上的某些地貌。

傑澤羅火山口

Photo Credit: BBC News

傑澤羅火山口:一條河自西流入湖泊,然後水向東延申

這就是所謂疊層石(stromatolites)存留下來的樣本。

經年累月,細菌和沉積物累積構成了很多毫米級的疊層,形成更大的丘形岩石,即所謂的疊層石。澳洲內陸地區保存下來數十億年前形成的這種岩石的樣本。

實際上,澳洲的一些岩石被地質學者認為,是地球最早生命痕跡的樣本。

倫敦自然史博物館專研古代微生物的生物學者凱榮.希克曼-路易斯(Keyron Hickman-Lewis)博士和同事正在對這樣一些疊層石進行研究。這是迄今為止發現的最早的這類岩石樣本,來自澳洲西部皮爾布拉(Pilbara)地區的德萊瑟地層( Dresser Formation),這些岩石已經有34.8億年的歷史。

這些樣本並不包括能夠顯示過去存在過生命的微小的微生物化石,或任何有機(富碳)複合物。但是自然歷史博物館的研究人員認為,他們已經找到了顯示岩石生物來源的印記。

疊層石

Photo Credit:Frances Westall / CNRS Orléans / BBC News

澳洲西部的皮爾布拉岩石,至少在34億年前就開始形成

研究人員利用一系列高解析度的分析和成,探測岩石樣本的細部結構,他們說,這種結構之所以存在,只能用過去存在過生命活動來解釋,那不是在環境中自然形成的結構。

一個比較大的特徵是疊層石頂部表面呈起伏狀,光合菌向光的方向生長時就形成隆起部分。起伏形狀出現是因為光照射三維物體時強度不一樣。

在微觀層面,岩石內部有微小的柱狀,把形成疊層石的微生物的各個「層墊」連接起來。

希克曼-路易斯博士說,「這些牢固的結構是一種微生物生長形成的機理,我們稱其為籬笆結構。」

他對BBC記者說,「我們從現代地球環境中對籬笆結構有充分的了解;能夠看到不同大小和類似排列的例子。這種結構經常出現在隆起的生長層。」

籬笆結構

Photo Credit:K.Hickman-Lewis et al / BBC News

發白的微小的柱狀體是生長的籬笆結構

這和火星以及「毅力號」探測器是有關係的,衛星圖像顯示,火星上「傑澤羅火山口」在遙遠的過去曾經有過一個湖。在火山口邊緣的碳酸鹽石可能是岸邊沉積物形成的產物。

巨大的傑澤羅平靜、富有營養的淺水中,是否會有微生物生長形成的疊層石呢?

那裡的時間線和地球並沒有不同,只是稍微早一些。研究人員認為那個湖在37億年前就形成了。

「毅力號」探測器在明年年底可能要走到火山口邊緣。那時候探測器就會利用儀器設備,尋找那些具有澳洲西部皮爾布拉疊層數同樣特徵的岩石。

澳大利亞西部的疊層石

Photo Credit:Getty Images / BBC News

疊層石形成於平靜,富有營養的水中

卡羅琳.史密斯(Caroline Smith)教授是自然歷史博物館地球科學藏品的負責人,她和希克曼-路易斯博士一樣,也在做火星探測器項目。

她說,研究人員會利用從澳洲得到的知識指導火星探測器,尋找能夠顯示生物印記的樣本。

「我們可能用探測器上的成像系統找到一些樣本,但這顯然取決於是否那裡有疊層石,和它們的保存狀況。」

她提醒說,「保存狀況是微觀還是宏觀?是普遍存在,還是僅局限在較小區域?如果我們在錯誤的地方尋找,那就不會找到它們。」

「在傑澤羅火山口一下子找到古代生物印記是個很高的目標。更可能的情況是發現一些岩石樣本,為在地球上進一步研究提供良好依據。」

這是「毅力號」探測車的設計初衷,即鑽取,存儲樣本,讓後來去火星的探測器把樣本取回地球進行分析。

證明有生命存在過將十分困難,但是希克曼-路易斯博士認為,他們團隊的研究已經形成了一個此類研究的樣板:「如果考古學者發現了一座城市廢墟的地基,他們會知道那是人造設施,因為那顯示了所有人工建設的痕跡,門,通道,道路和磚塊。同樣,疊層石內部的很多結構因素讓研究人員能夠確認形成過程,並且弄清它們的來源。」

有關地球最古老的疊層石的上述分析,發表在《地質學》期刊上。

毅力號火星探測器的自拍照

Photo Credit:NASA / BBC News

毅力號火星探測器在明年年底的時候應該能夠到達傑澤羅火山口的邊緣地帶

本文經《BBC News 中文》授權轉載,原文發表於此

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責任編輯:朱家儀
核稿編輯:翁世航