相關研究報告已發表在《Astrobiology》上,該研究對火星隕石的化學成分進行瞭分析。分析結果表明,如果這些巖石一直跟水接觸,那麼就會產生支持微生物群落所需的化學能,就像那些在沒有光照的地球深處生存的微生物群落一樣。因為這些隕石可能代表瞭火星地殼的大片,所以這些發現表明火星的地下大部分可能是宜居的。
NASA噴氣推進實驗室實驗員、這項研究負責人Jesse Tarnas指出,這一結果對地下探索科學的重大意義在於,火星上隻要有地下水就很有可能擁有足夠的化學能量來支持地下微生物生命,“我們不知道火星表面下是否曾經有生命起源,但如果有,我們認為那裡會有足夠的能量維持生命直到今天。”
近幾十年來,科學傢們發現,地區深處是一個巨大的生物群落的傢園,它們在很大程度上跟上面的世界是處於分離狀態的。在缺乏陽光的情況下,這些生物依靠巖石跟水接觸時產生的化學反應的副產品生存。
其中一種反應是放射性分解,即巖石中的放射性元素跟孔隙和裂縫空間中的水發生反應。這個反應把水分子分解成它們的組成元素氫和氧。釋放出來的氫溶解在剩餘的地下水中,而像黃鐵礦等這樣的礦物會吸收自由氧氣來形成硫酸鹽礦物。微生物可以將溶解的氫作為燃料攝取並利用硫酸鹽中保存的氧氣來“燃燒”這些燃料。
研究人員有在像加拿大的Kidd Creek Mine等地發現這些“硫酸鹽還原”微生物生活在地下一英裡多的地方,那裡的水已經10多億年沒有見過陽光瞭。Tarnas一直在跟佈朗大學教授Jack Mustard和多倫多大學教授Barbara Sherwood Lollar共同領導的團隊合作以更好地瞭解這些地下系統並著眼於在火星和太陽系的其他地方尋找類似的棲息地。他們的項目名為Earth 4-D: SubSurface Science and Exploration,由加拿大先進研究所資助。
在這項新研究中,研究人員想要看看火星上是否存在由放射性分解驅動的棲息地的成分。他們利用瞭NASA“好奇號”探測器和其他軌道航天器的數據以及來自一組火星隕石的成分數據。
研究人員正在火星尋找放射性分解的成分:放射性元素如釷、鈾和鉀、可轉化為硫酸鹽的硫化礦物、巖石單元中用於圈水的足夠孔隙空間。研究發現,在幾種不同類型的火星隕石中,所有成分的含量都足夠豐富到可以支持類似地球的棲息地。對於風化層角礫巖來說尤其如此。風化層角礫巖是來自超36億年的地殼巖石的隕石,被發現最有可能維持生命。跟地球不同的是,火星缺少一個可以不斷循環利用地殼巖石的板塊構造系統。所以這些古老的地形基本上沒有受到幹擾。
研究人員表示,這些發現有助於為在火星地下尋找生命跡象的探索計劃提供依據。研究人員稱,之前的研究已經發現瞭火星上活躍的地下水系統的證據,並且它們有理由相信現在地下水仍存在。比如最近的一項研究提出,火星南部冰蓋下可能潛伏著一個地下湖,這項新研究表明,隻要有地下水就會有生命的能量。
Tarnas和Mustard表示,雖然地下勘探肯定存在技術挑戰,但它們並不像人們想象的那樣不可克服。Mustard稱,火星的鉆取作業並不需要一個德州大小的石油鉆井平臺,並且最近小型鉆取探測器的進展可能很快就能到達火星的深度。
“地下是火星探索的前沿之一,”Mustard說道,“我們已經調查瞭火星的大氣層、使用不同波長的光繪制瞭火星表面的地圖並在6個地方著陸,這些工作在不斷告訴我們關於火星過去的很多信息。但如果我們想要考慮現在生命存在的可能性,地表下面絕對是生命活動的地方。”