據(jù)一項新的研究報告稱,如果火星的大氣層當時富含氫(H2),那么在很久以前,進入火星的太空巖石可能也幫助火星孕育了具有生物利用價值的氮元素,換句話說,小行星撞擊可能使火星成為一個更適合生命生存的地方!
我們知道氮是空氣中最多的元素,在自然界中存在十分廣泛,而且它在生物體內(nèi)發(fā)揮著巨大作用,是組成氨基酸的基本元素之一。2015年,美國宇航局的火星探測車“好奇號”在蓋爾隕石坑的巖石中發(fā)現(xiàn)了硝酸鹽(NO3)。蓋爾隕石坑是一個直徑154公里的洞,自2012年以來,這個六輪機器人一直在該區(qū)域探索。
硝酸鹽是氮的一種“固定”形式,即存在的生命形式,至少我們在地球上所知道的,可以吸收NO3的氮,可以將其結(jié)合到像氨基酸一樣的生物分子中。。這與“不固定”的氣態(tài)氮(N2)形成了鮮明的對比,N2的特征是兩個緊密結(jié)合、惰性和相對難以接近的氮原子。
而研究人員此次模擬火星早期大氣中小行星撞擊的部分實驗裝置燒瓶中含有二氧化碳、氮氣和氫氣的混合物。一個高強度的紅外激光從一個透鏡(左)聚焦到燒瓶中,模擬小行星進入火星空氣時產(chǎn)生的高能沖擊波。然后將氣體從燒瓶中抽出并進行分析,以確定固氮的成分和水平。
這項研究似乎幫助科學家們解開一個問題:即蓋爾隕石坑硝酸鹽的來源。
研究人員模擬了火星早期的大氣層,他們在燒瓶里裝滿了各種混合的氫、氮和二氧化碳氣體,然后用紅外光脈沖沖擊燒瓶,模擬小行星撞擊這顆紅色星球的空氣時產(chǎn)生的沖擊波,隨后測量硝酸鹽的含量。令人驚訝的結(jié)果產(chǎn)生了,在模擬小行星撞擊的激光沖擊實驗中加入了氫氣,硝酸鹽的產(chǎn)量增加了。
科學家完全驚呆了,因為這是違反直覺的,氫會導(dǎo)致缺氧環(huán)境,而硝酸鹽的形成需要氧氣,然而,氫的存在導(dǎo)致了激波加熱氣體的更快冷卻,在更高的溫度下捕獲了硝酸鹽的前體一氧化氮,而在更高的溫度下,使得它的產(chǎn)量更高,這真是令人驚嘆的現(xiàn)象!
我們知道火星目前的大氣層只有地球大氣層的1%厚,但是這顆紅色星球的空氣在40億年前要厚得多,因此古代火星擁有不比地球差的海洋、湖泊和河流系統(tǒng)。
雖然我們火星長期消失的大氣層的組成尚不清楚,但一些建模工作表明,火星H2可能已經(jīng)大量存在,幫助保持這顆紅色行星足夠的溫度來支持所有的液態(tài)水。