对火星生物进化早期阶段潜力的新见解

科学界已经证实，火星在其存在之初就拥有适宜居住的表面环境。这些环境提供了水、能源、碳、氢、氮、氧、磷和硫等元素，以及与我们所知的生命相关的关键催化过渡金属。然而，这种潜力是否会刺激火星上生命的独立进化进一步发展尚不清楚。

由印第安纳大学布卢明顿分校 艺术与科学学院地球与大气科学系教授于尔根·希伯 ( Juergen Schieber) 和美国宇航局 好奇号漫游者任务的同事组成的科学家团队 发现了持续干湿循环的第一个切实证据在火星早期。后一种条件被认为是生命诞生前化学进化所必需的，是生命出现的垫脚石。

在科学杂志 《自然》上发表的一篇新论文《早期火星上的持续干湿循环》 中，席伯和他的合著者利用了目前正在探索盖尔陨石坑的好奇号火星车的数据来检查充满盐的泥裂纹的古代模式。在 36 亿年前的泥岩中观察到的几何图案(如五边形或六边形)。当泥浆变干时，它会收缩并破裂成 T 形连接处——就像好奇号之前在“Old Soaker”发现的那样，这是夏普山下方的一组泥浆裂缝。这些连接处证明了 Old Soaker 的泥浆曾经形成并干燥过，而反复暴露在水中，产生了新的泥浆裂缝，导致 T 形连接处软化并变成 Y 形，最终形成六边形图案。

尽管席伯教授的主要研究兴趣是地球上页岩和泥岩的地质学，但他对基本原理的兴趣促使他假设火星上有丰富的泥岩，这让他与正在规划火星科学实验室的人们进行了对话。 MSL)好奇号漫游车任务在美国宇航局南加州喷气推进实验室进行。“鉴于我对这些岩石的专业知识，我受邀加入 MSL 科学团队，自 2012 年 8 月登陆以来，也就是 11 年前的今天，我们的穿越一直以泥岩为主，”Schieber 教授说道。

火星上持续的干湿循环——反复干燥、补给和洪水的结果，在湖床上产生了裂缝，在这些裂缝内，盐浓度升高，迫使湖泊蒸发后留下的矿物质结晶，并胶结沉积物。最终，这个过程被保留为漫游车观察到的多边形(六边形或五边形)图案。由于干燥，残留的水可能含有高浓度的溶解盐，并且可能含有可作为生命基石的有机分子。

“理论是，随着盐度的增加，这些元素和有机分子被迫越来越靠近，它们可能会开始聚合并形成更长的链，为自发化学创造条件，从而可能开始复杂的化学演化，从而产生生物体，”席伯说。“当我们观察泥岩层表面的这些蜂窝状或多边形的山脊图案时，正是这种心理形象让我们兴奋不已。这是润湿和干燥的证据，可以在裂缝中产生有趣的化学反应。”

从早期的研究中得知，湖泊干燥的可能残留物应该是硫酸钙和硫酸镁矿物质，研究小组使用好奇号漫游车上的“Chemcam”仪器来探测胶结的山脊，以确认其化学成分。

席伯和他的合著者研究的泥岩的沉积特征可以解释为是多次湿润和干燥循环的结果，导致矿物质沉淀物(水蒸发时留下的矿物质)随着时间的推移相互堆积。研究作者报告说，如果残留盐水中存在有机分子，这种环境可能有利于更复杂的有机分子和前生物化学的进化。