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科學家希望破滅!過氯酸鹽與紫外線構成劇毒物質,火星表面不可能有生命

風傳媒 標誌 風傳媒 2017/7/8
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全球科學家從未停止對火星的探測與研究,希望從這顆行星找到外星生命的蹤跡。兩極冰帽、乾涸的河床、隕石坑壁滲出的鹽水讓科學家感到興奮,但英國最新研究指出,火星表面的多種化學物質,經混和並與紫外線作用後,竟成強效殺菌劑,地表存在生命的可能性微乎其微。如果科家想找尋火星上的生命體,必須向下挖掘,探索不受紫外線影響的區域。

美國太空總署傳回的火星畫面。(NASA) © 由 風傳媒 提供 美國太空總署傳回的火星畫面。(NASA)
美國太空總署傳回的火星畫面。(NASA)

蘇格蘭愛丁堡大學(Edinburgh University)太空生物學學者華茲沃斯(Jennifer Wadsworth)指出,火星上最適宜生命繁衍的區域位於地表下2至3公尺處,該處的土壤和有機物都不受太空中強烈的輻射影響,生物才有可能生存。

一直以來,科學家不停追尋水的蹤跡,希望能在火星上找到生命。但最新研究指出,火星表面的過氯酸鹽與紫外線作用讓火星表面幾乎不可能有生命存活

華茲沃斯的研究主軸是近幾年在火星土壤中發現的過氯酸鹽(perchlorate)。過氯酸鹽是強力抗氧化劑,早在1970年代美國太空總署(NASA)的「維京計畫」(Viking program)就有資料顯示,火星上可能存有過氯酸鹽。但直到2007年發射的火星探測器「鳳凰號」(Phoenix),和2011年發射的火星探測車「好奇號」(Curiosity)帶回土壤樣本,科學家才證實火星上的確有過氯酸鹽。2015年,火星偵察軌道器(Mars Reconnaissance Orbiter)在火星表面的沖蝕溝槽與隕石坑壁面發現液態鹽水下滲形成的黑長條紋,這些紋理也有過氯酸鹽的蹤跡。

火星赤道地區這些黑色的條紋,實際上就是水流形成的溝槽。(NASA) © 由 風傳媒 提供 火星赤道地區這些黑色的條紋,實際上就是水流形成的溝槽。(NASA)
火星赤道地區這些黑色的條紋,實際上就是水流形成的溝槽。(NASA)

紫外線分解過氯酸鹽 加速細菌死亡

科學家猜這類過氯酸鹽對火星上的微生物是有毒的,但理論上,外星細菌生活在這樣的環境下,應該已經演化出將這類化學物質轉化為能量的方法。如果生命能在氯酸鹽水中生存,那麼火星上可能就存在生命。

火星表面隕石坑壁的暗長條紋中含有鹽水

華茲沃斯與愛丁堡大學的太空生物學教授柯基爾(Charles Cockell)合作,研究聚焦於枯草桿菌(Bacillus subtilis)在模擬火星環境之中的情況。枯草桿菌是一種常見於地球土壤裡的細菌,是一種基本的生命形式,並經常附著在太空船上,被帶上外太空。華茲沃斯模擬枯草桿菌暴露在火星環境理的情況,將之與過氯酸鎂(magnesium perchlorate)混合,並用紫外線照射,結果細菌死亡的速度增為原來的兩倍。他們又用其他火星上發現的過氯酸鹽類實驗,結果相似。

火星探測好奇號傳回納米布沙丘近照,沙丘波紋清晰可見(取自NASA/JPL-Caltech) © 由 風傳媒 提供 火星探測好奇號傳回納米布沙丘近照,沙丘波紋清晰可見(取自NASA/JPL-Caltech)
火星探測好奇號傳回納米布沙丘近照,沙丘波紋清晰可見(取自NASA/JPL-Caltech)

進一步的實驗發現,紫外線會將過氯酸鹽分解成次氯酸鹽(hypochlorite)和亞氯酸鹽(chlorite),而這兩類化學物質才是造成細菌快速死亡的原因。另一項實驗則使用氧化鐵(iron oxide)和過氧化氫(hydrogen peroxide)測試,這2種物質也存在於火星土壤中。與過氯酸鹽、氧化鐵、過氧化氫混在一起的枯草桿菌一經紫外線照射,死亡的速率是只與過氯酸鹽混合的11倍。華茲沃斯和柯基爾在英國《自然》(Nature)旗下子期刊《科學報告》(Scientific Reports)期刊發表的報告指出,火星上的氧化物、氧化鐵、過氯酸鹽和紫外線輻射相互作用,形成了「劇毒的混合物」,造成環境不利生命存活。

表面不可能有生命 轉而尋找地下生命

這個研究成果代表科學家不太可能在火星表面潮濕的黑長條紋發現生命,這些條紋中的過氯酸鹽,只會讓附近區域毒性更強、更快殺死細菌。華茲沃斯說:「我不知道過去是什麼情況,但從實驗結果來看,或許我們應該尋找地下生命,它們避開了火星表面的強烈輻射。」

美國加州(California)NASA埃姆斯研究中心(Ames Research Center)的行星科學家麥凱(Chris McKay)表示,從火星探測的角度來看,華茲沃斯和柯基爾的研究同時是好消息也是壞消息。往好處看,科學家不必擔心在火星著陸的探測器或太空人會汙染火星,因為在火星表面,微生物很快就會被過氯酸鹽和紫外線消滅。但往壞處看,「這代表我們必須挖得相當深,才能找到生命存活的跡象。」

歐洲太空總署的ExoMars計畫

華茲沃斯和柯基爾的研究顯示,火星表面的環境比人們想的還要嚴苛,也更昭顯挖掘火星表面、取得地下土壤標本的重要性,因為在地下,生物更可能躲避有害的紫外線輻射而得以生存。歐洲太空總署(European Space Agency)計畫在2020年展開火星探測計畫 (ExoMars,Exobiology on Mars),發射探測車上火星,尋找外星生命。這台探測車會裝備鑽頭,可以下挖2公尺,並帶回土壤樣本,科學家可能在樣本中發現火星生命體。

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