宇宙尘埃，是发现火星生命的关键？

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明年，美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(ESA)都将向火星发射新的探测车，以寻找火星生命的证据。正如之前任务所发现的那样，火星曾经有过更温暖和更潮湿的过去，其特征是有可能维持生命的条件。目前环绕火星运行的卫星也显示，火星表面曾有许多地方曾有水存在寻找生命的困难不在于找出哪里有水，而在于找出生命所必需的营养物质与水重合的地方。

微陨石意味着有潜在生命

为了让生命进入新的环境并生存，它需要必要的营养素，如碳、氢、氮、氧、磷和硫(统称CHNOPS)，以及其他微量元素，还需要从环境中获取能量，地球上一些最早的生命形式通过氧化矿物获得能量。火星地壳主要由侵入性和火山玄武岩（与夏威夷熔岩形成的岩石相同）组成，其营养成分并不特别丰富。然而，众所周知，陨石和微陨石不断为行星表面提供必要的营养物质。科学家研究了有多少宇宙尘埃（彗星和小行星尘埃）在进入火星的大气层中幸存下来。

以及这些宇宙尘埃会以微陨石的形式聚集在火星表面的什么地方。研究模拟了大气层进入火星的加热和氧化效应，发现大多数直径小于0.1-0.2 mm的颗粒不会熔化（这取决于它们的组成）。就积聚在火星表面的物质而言，这种大小的颗粒比较大颗粒更常见。在地球上，与大于4毫米的陨石相比，这个大小范围内的宇宙尘埃在地表积聚的数量大约是100倍，这是尽管在大气层进入地球期间大量的融化和蒸发。

离家更近的证据

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作为研究的一部分，科学家使用了南澳大利亚纳拉伯平原(Nullarbor Plain)的一个模拟地点(和火星一样，那里的风化沉积物位于破裂的基岩上)，以研究风是否会导致微陨石在可预测的位置聚集。从不同的样本点发现了1600多个微陨石。研究观察表明，由于许多微陨石比正常的沙粒密度更大，它们很可能积聚在基岩裂缝和富含砾石的表面上，在那里较轻的颗粒被吹走了，研究的样品通常每公斤含有几百颗微陨石。

几个因素加在一起表明，预计在火星45亿年历史的大部分时间里，火星上的微陨石应该比地球上的陨石丰富得多。即使是火星生命也需要营养：未熔化和部分熔化的微陨石向火星表面提供复杂碳化合物，这是生命的基石，还通过矿物镁铝石提供了还原磷的唯一来源，这种矿物已被证明可以与简单的羟基化合物发生反应，形成生命的前体。微陨石还提供其他还原矿物，如硫化物和铁镍金属，可以被原始微生物用作能源。因此，它们既提供了必要的营养，又提供了一种能让现有微生物迁移和持续存在的能量来源。

火星2020号和ExoMars火星车

许多科学家认为，地球上的生命可能起源于海底地热喷口附近，或像黄石公园或罗托鲁瓦火山温泉。在这些下面，水在炽热的地壳中循环，从岩石中溶解营养物质，并将它们向上带到喷口，在那里温度和化学发生了戏剧性的变化。这创造了大量的生态环境，其中一些具有水，温带条件和生命化学的理想组合。此前勇气号探测车在火星上发现了熄灭火山泉的证据，更多的证据已经从轨道观测中推断出来。这些火山泉被认为是NASA火星2020号漫游者火星车的着陆点，但最终选择了杰零（Jezero）陨石坑。

Jezero火山口在三角洲系统中具有水生成通道的组合，该三角洲系统在沉积岩中含有粘土和碳酸盐矿物。这些是保存生命化学迹象的理想选择。同样，OXIA Planum也被选为欧空局ExoMars漫游车的着陆点，其中也含有沉积物中的粘土。虽然Jezero火山口或OxyPlanum都不包含已知的火山泉，但它们仍然是富含水的环境，火星上可能存在生命。微陨石提供了可能使生命迁移到这些地方并持续存在的营养物质，甚至可以提供从火星火山泉水中浮现出来的生命成分。有了这些计划，可能很快就会迎来有史以来最伟大的科学突破之一。


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