火星冰層微小光合外星生物或能在地球重現

一項由美國國家航空航天局（NASA）主導的新研究顯示，微小的光合微生物或許正在火星上秘密地蓬勃生長——它們隱藏在遍佈這顆紅色星球表面那薄薄的、佈滿塵埃的冰層中的小液泡裡。

研究人員覺得，這些冰層有可能是在我們太陽系內探尋外星生命時最具希望的目標之一——並且計劃在地球上的實驗室裡重現它們，以此來檢驗這些預測。

火星是一個令人驚訝的冰冷世界：這顆行星存在覆蓋其北極的冰凍沙丘，其南極上方有着巨大的二氧化碳冰層，赤道附近埋藏着大量的冰凍水。然而，它還具有較小的零下特徵，其中包括古代雪堆遺留下來的佈滿灰塵的水冰層，這些雪堆附着在行星表面的特定位置，比如溝壑和峽谷的底部。

在 10 月 17 日發表在《地球與環境通訊》雜誌上的一項新研究中，研究人員創建了計算機模型來模擬這種佈滿灰塵的表面冰層內的狀況，發現它可能包含微小的融水氣泡，這些氣泡可以作爲來自火星曾經的多水時期遺留下來的微生物生命的微型“宜居區”。

研究人員提出，這些隱藏的空洞能夠爲單細胞生物提供光合作用的三個關鍵條件：液態水、來自火星稀薄大氣的二氧化碳氣體和陽光，陽光透過上方的薄冰照射進來。從理論上講，冰層還可以保護微生物免受潛在致命的太陽輻射和宇宙射線的傷害，由於火星缺乏磁屏蔽，這些射線會對火星表面進行轟擊。

研究人員寫道，未來的宇航員和殖民者能夠輕鬆抵達佈滿灰塵的冰層並找到這些氣泡，這讓其成爲尋找外星生命更具吸引力的所在。“倘若我們現今試圖在宇宙的任何角落尋覓生命，火星冰層暴露之處或許是我們應當探尋的最易抵達的地方之一，”研究的主要作者、美國宇航局噴氣推進實驗室的行星科學家阿迪蒂亞·庫勒在聲明中說。

據研究人員所說，埋在薄薄的表層冰下的深色塵埃顆粒可以被透過冰層的陽光加熱，進而形成充滿融水的空間區域。研究人員寫道，這或許是火星上爲數不多的液態水易於形成的地方之一，因爲通常情況下，冰受熱時會升華——也就是直接變成氣體。

在我們的星球上也存在類似的過程：當灰塵被困在雪、冰川和冰原中時，會形成被稱作冰塵穴的空間，這些空間通常含有液態水——有時還有生命。

“這在地球上是一種常見現象，”研究的合著者、亞利桑那州立大學的行星科學家菲爾·克里斯滕森在聲明中說。“厚厚的雪和冰能夠由內向外融化，陽光得以進入，像在溫室中一樣使其變暖，而非從上往下融化。”

各種各樣的光合生物，諸如藻類、真菌和藍細菌，生活在冰塵洞中。研究人員寫道，在冬季，當溫度下降，冰塵洞重新凍結，這些生物就會進入類似冬眠的停滯狀態，有效地暫停所有關鍵功能，直至夏季冰塵洞重新形成。他們補充說，任何潛在的火星微生物可能也會做類似的事情。

基於新的計算機模型，研究人員認爲，只要灰塵含量低（低於 1%），融水氣泡有可能在深度達 9 英尺（3 米）的冰層中形成。然而，這隻可能在緯度處於 30 度至 60 度之間的區域發生。任何更靠近行星兩極的地方，冰層可能都太冷，無法形成氣泡。

該團隊打算繼續對這一提出的現象展開研究，使用更多的計算機模型和基於地球的實驗，以更多地瞭解它可能怎樣以及在何處發生的情況。

“我正在與一組科學家合作，開發改進的模擬，以瞭解如今火星上在什麼情況下、什麼地方以及什麼時候含塵冰可能正在融化，”庫勒告訴 Live Science 的姊妹網站Space.com。“此外，我們正在實驗室環境中重現部分含塵冰的情景，以便更詳細地進行研究。”