甲烷存在于火星大气是意味着什么
究竟要多强?火星上的“小强”才能活下来 两项独立的研究确定,微生物可以存活于火星表面及其地表深处。
阿肯色大学行星模拟器中的甲烷菌(Credit: Russell Cothren)
两篇新近出版学术论文提出的观点表明,一种古老而简单的生命称作产甲烷菌,在近火星表面的恶劣环境可以生存,以及火星地表深处。由于科学家已经在火星大气中,检测到这些产甲烷菌的副产物——甲烷了,因此测试微生物的生存能力就用它们,显得尤为重要。在地球上,甲烷与有机物息息相关,虽然它的产生还可能源自非有机来源,包括火山爆发。
甲烷存在于火星大气会是意味着什么,科学家现在并不能确定,虽然火星表面只有岩质土壤、稀薄的大气与匮乏的液态水,但有一种可能性,是一些顽强的生命在火星上繁衍。
“甲烷菌是存活于火星的理想候选者,因为它们厌氧,不需要进行光合作用,这意味着它们可以生存于火星地表之下。”阿肯色大学与行星科学中心的博士生丽贝卡米克尔说道,“仅仅数毫米厚的火星表面岩屑,就能够保护生命体免受危险的紫外线与辐射的侵袭。此外,科学家通过空间及火星表面探测器,包括好奇号等,都探测到火星大气存在甲烷。尽管这些发现依然存在争议,但是特别令人感到兴奋的是火星上存在甲烷这个消息,是因地球上大多数甲烷是源自生物。
米克尔是一篇题为“甲烷菌在水环境中的低压容差对火星地下生命的影响”的论文的主要作者,该论文登载在2016年9月出版的《生命起源与生物圈进化》期刊。米克尔和她带领的团队,利用凯克实验室的行星模拟器,将四种甲烷菌放置在低气压环境中,这种环境或许在火星地表下的液态含水层。所有四种甲烷菌容器在这种环境中暴露3到21天。
米克尔说:“每个角落都可以发现生命—在地球上,所以,在条件恶劣的地方,也可以发现顽强生长、欣欣向荣的生命。”
物理系助理教授帕拉迪普库马尔正在研究火星地表以下(最深达30公里)的环境对生命的影响。地热模型表明,液态水或可存在于该深度,虽然此处拥有极端的高温与压力。尽管如此,水是生命的必要条件。因此,研究人员把他们的假设放在可能找到存在液态水的地方。
在地球上,甲烷菌存活于水热环境中,可承受高强度的压力、酸碱pH水平与温度。在阿肯色大学生物学研究所的资助下,库马尔和他的团队,来自空间与行星科学中心与微电子和光子学系的研究生纳维塔辛哈和苏迪普涅帕尔,以及生物科学系教授蒂莫西克拉尔,使用静水箱,产生了比火星表面高1200倍的大气压力。他们将温度保持在55摄氏度,酸碱度pH值介于4.96到9.13之间(pH为7.0代表中性,低于7.0为酸性,高于7.0为碱性)。
在今年2月出版的《行星与空间科学》期刊他们的研究结果被发表,实验表明,米克尔试验的一种甲烷菌—沃式嗜热甲烷菌,可以存活于所有的压力与pH水平中,在酸性条件下,其生长速率随压力升高而加快。在中性与碱性条件下,生长速率最初加快,并随压力升高而减缓。
库马尔说:“考虑到火星大气中发现了甲烷,我们的研究提出了一个令人感到兴奋的可能性,即产生甲烷的古菌是一种可存活于火星地下环境中的有机体,进而可能繁衍至今。”
寻找火星生命的步伐始终没有停滞,现在我们知道它们可能在哪里。