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在火星上寻找生命可以获得水增强的提升

  在火星上寻找生命可以获得水增强的提升作者:Starre Vartan,天体生物学杂志

   2018年5月7日美国东部时间上午07:40 0 0 更多合作伙伴系列在火星上寻找生命可以获得水增强的提升尽管火星风化层中存在高氯酸盐,未来的火星探测器可以携带水进行亚临界水提取,以检测氨基酸。图片来源:NASA / JPL-Caltech 一项 旨在探测火星上氨基酸的新实验,尽管火星土壤中的反应性高氯酸盐通常会破坏有机化合物,但它可以在未来的火星任务中飞行,以帮助寻找那里的生命。氨基酸可能是我们所知道的过去或现在的生命迹象(虽然这些分子已经被发现在彗星上,这表明它们可以在不太麻烦的情况下在地球上形成嗜血)。很自然地,当美国宇航局的凤凰号火星着陆器收集了红色星球土壤(又名风化土壤)的样本时,科学家们寻找这些有机化合物。然而,当他们测试了风化土壤的氨基酸时,他们无处可寻。不过,必须有一些有机化合物,即使它们只是来自落在火星上的陨石。 进行湿化学分析时,问题变得明显。碱性土壤样品中含有近1%的高氯酸盐(ClO4),这是一种高活性化学物质。因此,当科学家最初使用热解测试有机物时(即,使用高温来破坏化合物),在地球上用作爆炸物和燃料推进剂的高氯酸盐会破坏他们正在寻找的分子。高氯酸盐在加热时专门用于燃烧有机物 - 难怪在任何样品中都没有。[ 在火星上寻找生命(照片时间轴) ] 广告为了解决这个问题,需要一个新工具,它不仅需要处理高氯酸盐问题,还必须足够简单,以便在下一个着陆器上安全地运行到火星上。一个最近的一篇文章由亚伦诺尔在美国宇航局喷气推进实验室(JPL)在加州帕萨迪纳市,看着利用亚临界水萃取(SCWE,发音为“斯奎”)作为解决热解/高氯酸盐的问题。 “SCWE听起来比现在更复杂,”Noell告诉Astrobiology杂志。“我们开玩笑地称它为制作火星浓缩咖啡,因为基本上,你将高压热水放入土壤样品中。热解是许多化合物的一种非常好的技术,但氨基酸最好溶于水。” 从凤凰号着陆器观察火星北极地区,在火星风化层发现了高氯酸盐。从凤凰号着陆器观察火星北极地区,在火星风化层发现了高氯酸盐。图片来源:NASA / JPL-Caltech /亚利桑那大学/得克萨斯A&M大学在他的研究中,诺埃尔使用来自地球的三种不同的土壤类似物(JSC Mars-1A模拟物,阿塔卡马沙漠土壤和南极干旱谷土壤)以及对照来测试SCWE技术。他和他的团队在185,200和215摄氏度的温度下对SCWE进行了测试,测试时间从10分钟到2小时不等。他们发现“天然氨基酸的高产量......即使存在高氯酸盐,对这些氨基酸分布的破坏也很小,”该论文摘要说。 塔夫斯大学化学教授,Phoenix着陆器湿化学实验室首席科学家Samuel Kounaves认为,SCWE可能是分析未来任务中火星土壤的好方法。 “通过一些改进,SCWE将为太空任务带来很多好处,”他说,并补充说他希望未来的测试能够尝试更高的温度而不是215度,这会使更大的有机分子溶解,并且还会帮助研究人员了解高氯酸盐对SCWE测试方法的全面影响。他还希望看到在火星模拟土壤上进行的测试比在最近的研究中使用的更接近于火星上发现的土壤。 然而,Kounaves喜欢用水作为溶剂的简单性。“运输水[在火星着陆器上]相对简单,因为它易于储存且无腐蚀性,”他说。“其他更复杂的东西并不容易存储。一旦你用水提取东西,它们就更容易使用。” [ 火星的7个最大的奥秘 ] Noell称SCWE是一种“诱人的技术”,因为随着温度的升高,水的性质会发生变化,因此科学家可以在测试土壤时使用它来瞄准其他化合物。“氨基酸长期以来一直是天体生物学界的高优先级目标,”他说。“我们希望继续前进并开始瞄准......长链脂肪酸,甚至可能是一些多环芳烃(多环芳烃;这些是由氢和碳原子制成的大分子),它们通常不溶于水,但在SCWE的高温,它们开始出现。“ 这意味着如果SCWE是未来任务的湿实验室的一部分,一种提取溶剂可用于各种不同类型的化合物。 用SCWE测试土壤具有第三个优点:在更高的温度下,该过程有助于将多肽(连接在一起的氨基酸的短链)分解成单个氨基酸。这使得研究人员可以确定氨基酸的来源,从而提供生命存在与生命构建模块相关的线索。 Noell说,更复杂的化学反应往往表明生命,“当更容易找到更复杂的分子时,科学家们就可以开始确定过去的生命,现在的生命或一些非生物火星过程是否是最可能的罪魁祸首。” 然后科学家们可以开始询问有关火星生命的下一组问题,他补充道。例如,多肽是否与地球上发现的多肽相似?如果是这样,他们发现了什么类型的生物?火星神话与错误观念:测验没有星球比火星更沉浸于神话和误解之中。这个测验将揭示你对这个红色星球的一些最愚蠢的主张真正了解多少。开始测验原始的“火星上的面孔” 1976年7月25日,由美国宇航局的维京1号轨道飞行器拍摄的灰度图像。图像显示位于西多尼亚地区的残余地块。完成10个问题中的0个说到这一点,火星风化层中的高氯酸盐并非都是坏消息。虽然它确实阻碍了科学家们寻找的生命迹象,但它的存在实际上可能是火星可能适应性的一个好兆头。是的,高氯酸盐是可燃的,但作为一种防冻剂,它也有利于火星上的液态水,否则在大气压力约为地球的0.6%时不可能。由于高氯酸盐可以分解释放氧气,这意味着我们需要呼吸的是地球上的来源。 至于火星上的生命,无论用什么化学或技术来详细说明,在表面上都可能找不到任何证据。 “在这一点上,我所看到的所有证据都指向火星表面对生命有害 - 但我们可能会发现[生命]在地下,”Kounaves说。“可能有一些化学细菌使用高氯酸盐作为能源 - 可能有一个整体生态系统甚至可以使用液态水。” 因此,为了在火星上找到生命,Kounaves说,“我们需要钻探。” 这项工作得到了美国宇航局天体生物学科学和技术仪器开发(ASTID)计划的支持。NASA天体生物学为NASA科学任务理事会(SMD)内的此研究和分析计划提供资源,该计划征求与天体生物学研究相关的提案。

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