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流浪记|火星陨石的地球“流浪记”( 二 )


流浪记|火星陨石的地球“流浪记”
△“海盗号”所探测到的火星大气组成与EETA 79001陨石中的玻璃所捕获气体的Log对比图 。 二者落在一条直线上 ， 说明它们的组成相同 。 （图源：参考文献1）
有了这个结果 ， 同类型其他陨石的火星来源也就比较容易确认 。 除了可以通过做类似分析来证明捕获有火星大气之外 ， 还可以通过化学组成、同位素组成、矿物组成和岩石结构等证明它们是一家人 。 特别是氧的同位素组成 ， 有着类似于“指纹”一样的唯一性 。 不同类型的岩石 ， 只要它们来自同一个天体 ， 它们的氧同位素组成完全相同 ， 而不同天体之间的氧同位素组成有显著的差异 ， 因此可以用该方法来证明它们是相同的来源 。 近年来 ， 通过将火星车探测的火星表面岩石数据和火星陨石的进行对比 ， 也能确定火星陨石的来源 。
奇特的火星陨石ALH 84001
在人类的探测器去火星采样返回以前 ， 火星陨石都将是我们唯一所拥有的火星岩石样品 。 在目前已收集到的近300块火星陨石中 ， 绝大部分发现于沙漠和南极 ， 都是掉到地球上过了很久以后才被发现的 ， 即所谓的“发现型陨石” 。 其中有一块赫赫有名 ， 它就是1984年在南极阿仑山地区发现的火星陨石ALH 84001 。
遵循国际通用的陨石命名规则 ， ALH 84001是以它的发现地来命名的 。 ALH是阿仑山的英文Allan Hills的缩写 ， 数字84代表是1984年被发现的 ， 001一般指当年发现的第一块陨石 。 这块陨石虽然不是第一块被发现的火星陨石 ， 但却是名气最大的 ， 连美国总统克林顿都对他称赞有加 。 那么它是如何从一块默默无闻的石头 ， 变成一名“网红”的呢？
流浪记|火星陨石的地球“流浪记”
△ALH84001火星陨石 （图源：美国宇航局官网）
这还要感谢现代分析技术的飞速发展 ， 各种高精尖的分析仪器 ， 让科学家们练就了十八般武艺 ， 可以从里到外来个“底朝天”式的研究 。 通过研究 ， 科学家们还原了它的成长历程 。
ALH 84001的年龄约44（±1）亿年 ， 是最古老的火星陨石 。 虽然近年来有新的研究数据显示 ， 该陨石可能没有那么老 ， 但其年龄仍然有41（±1）亿年 。 大约一千五百万年前 ， 有一个小天体撞击了火星 ， 火星上的该区域已不是第一次被撞 ， 但此次撞击力度十分巨大 ， 直接使溅射出的岩石的速度超过了火星的逃逸速度 。 这块岩石和其它被撞出来的大量碎块一起 ， 开始了在太空中1500多万年的漫长旅途 。 终于 ， 大约在1.3万年前 ， 这个碎块穿过地球大气层 ， 坠落在南极阿仑山地区的冰盖上 ， 成为一块陨石 。 它在那里孤独地躺了很久 ， 直到1984年被美国的南极科考队找到 。
而这块陨石之所以名声在外 ， 是因为它可能携带了火星远古生命的化石 。
什么？！火星有生命？！是的 ， 火星早期可能有生命 。 为什么会有这样的结论呢？原来 ， 科学家们在对该陨石的分析中 ， 发现了一些蠕虫状的管状结构 ， 这和地球上的磁细菌尤其相似 。 磁细菌是一类很神奇的细菌 ， 它们会对磁场有反应 ， 在外磁场的作用下能作定向运动 ， 它们的体内具有纳米磁性颗粒排列的链条 ， 这种磁细菌主要分布于土壤、湖泊和海洋中 。 这种蠕虫状管状结构被认为是火星曾经存在生命的重要证据 。 这一重大发现让这块普通的石头瞬间成为网红 ， 占据了新闻媒体的头条 。
流浪记|火星陨石的地球“流浪记”
△电子显微镜下ALH84001火星陨石的蠕虫状管状结构(图源：参考文献2)
流浪记|火星陨石的地球“流浪记”
△透射电镜下观察到的磁细菌(a)和典型的磁小体链（b）(图源：参考文献3)
但很快这一结论就受到广泛质疑 。 有的科学家认为 ， 没有足够的证据证明这种类似细菌形态的管状结构是细菌化石 ， 它也可能是由火星地质过程形成 ， 只是看起来像细菌而已 。 除此之外 ， 有科学家还在该陨石中发现了有机质 ， 但更多的科学家认为 ， 那只是样品受到了地球物质的污染 ， 毕竟它在地球上待了那么久 。 就这样 ， 一些和生命相关的证据都被否认了 。
我们的征途是星辰大海
虽然远古化石的证据存在争议 ， 但却给通过火星陨石来寻找生命遗迹翻开了新的一页 。 此后 ， 在其它一些火星陨石中 ， 也发现了各种“生物存在的痕迹” 。 有的火星陨石中还发现了2亿年前地下水活动的证据[4] ， 这说明尽管自30亿年甚至更早以来 ， 火星表面就已变成了像现在这样极度寒冷和干旱的模样 ， 但在地下仍可能存在液态水 ， 而水是生命存在的重要条件 。
此外 ， 2013年在一块名为Tissint的火星陨石中 ， 还发现了可能是生物成因的碳 ， 这些有机碳的氢同位素很重 ， 即含有很多由一个质子和一个中子组成的氘 ， 这是火星物质区别于地球物质的重要证据 。 同年 ， “好奇号”火星车在火星的岩石样品里也探测到了有机碳 ， 这也间接验证了该陨石中有机碳的发现 。


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