研究人员在古代火星陨石中发现了含氮有机物

根据发表在《自然通讯》杂志上的一项新研究，在一颗名为Allan Hills (ALH) 84001的火星陨石中，40亿年前的碳酸盐有含氮的有机分子。

一块alh84001陨石碎片，整个尺寸是1.5厘米。图片来源：Koike et al, doi: 10.1038/s41467-020-15931-4.

几十年来，有关火星上生命的问题推动了对火星的深入研究，包括对可能存在的有机分子的集中调查，美国国家航空航天局的“好奇号”探测器报告了盖尔陨石坑35亿年前的泥岩中含有硫和含氯的碳氢化合物等多种有机物质，NASA的海盗号着陆器在早期的探索中也发现了含有氯的甲烷。

这些先前的研究表明，在火星的近地表系统中存在有机物。然而，对于这些有机物的起源、分布、保存和演化，以及它们与火星生物活动的可能关系，我们所知甚少，随着机器人的探索，从火星陨石的详细地球化学调查中获得了补充知识。

日本宇宙航空研究开发机构太空与航天科学研究所的小池瑞穗博士、东京理工学院和加州理工学院的小林惠子博士及其同事说：“其中一颗特别重要的陨石，1984年发现的南极洲地区命名的ALH 84001，尤其重要，它含有橙色的碳酸盐矿物，这些矿物是40亿年前火星近地表的咸水液态水沉淀而成的，这些矿物记录了火星早期的水环境，许多研究试图了解它们独特的化学成分，以及它们是否可能为火星上的古代生命提供证据。”

“然而，之前的分析遭受了来自南极冰雪的陆地物质的污染，使得很难确定陨石中的有机物质中有多少是真正的火星物质。”

alh84001陨石中的橙色碳酸盐颗粒。图片来源：Koike et al, doi: 10.1038/s41467-020-15931-4.

在这项研究中，研究人员分析了从alh84001片段中剥离出来的几个碳酸盐颗粒。“我们使用了最先进的分析技术来研究ALH 84001碳酸盐的氮含量，发现了40亿年前火星有机物含氮的第一个确凿证据，”作者解释说。

他们补充说：“经过仔细的污染检查，我们确定被检测到的有机物很可能是真正的火星生物，我们还确定了硝酸盐形式的氮的贡献，今天火星上的强氧化剂之一是微不足道的，这表明早期的火星可能不含强氧化剂，氧化程度也较低。”

在火星早期，含氮有机物要么是在当地合成的，要么是通过陨石运输的。前者需要N的非生物还原(如N2、NOx→NH3)来启动氨相关的化学反应，如果提供足够数量的含氮部件，后一种情况也可能发生，这些有机物在40亿年前的火星(近)表面的液体中幸存下来，并在降水过程中被困在了ALH碳酸盐中，碳酸盐岩存在于地下体系中，在漫长的地质年代中保存着有机组分。图片来源：Koike et al, doi: 10.1038/s41467-020-15931-4.

“有两种主要的可能性：要么含氮的有机分子来自火星外部，要么它们在火星上形成，”小林博士说。

在太阳系的早期，火星上可能有大量的有机物，比如富含碳的陨石、彗星和尘埃颗粒，其中一些可能已经溶解在盐水中，被困在碳酸盐中，另外，火星早期的化学反应可能在现场产生了含氮有机物，不管怎样，这些发现表明，在成为我们今天所知的红色星球之前，火星上就存在有机氮，早期的火星可能更像地球，更少氧化，更湿润，富含有机物。也许是‘蓝色’。”

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