簡介
火星隕石“艾倫-希爾斯84001”火星隕石“艾倫-希爾斯84001”是美國宇航局、美國國家科學基金會和史密森學會聯合組成的南極隕石搜尋計畫小組於1984年12月27日在南極洲艾倫丘陵中發現的。
這塊被命名為“艾倫·希爾斯84001”的隕石是火星表面的岩石，可能受到彗星或小行星撞擊後飛向地球，途中經過了1600萬年的時間，降落到地球上的時間距今已經有1.3萬年。該隕石的化學構成與人類在20世紀70年代採集到的火星大氣樣本分析相符合，因此可以斷定其來自火星。
通過同位素法和對宇宙射線影響的研究,科學家們認為“艾倫-希爾斯84001”隕石的歷史可以追溯到火星形成時的45億年前,而且它從火星表面脫落後,在宇宙空間漂泊長達1300萬年到1600萬年,降落在地球上的時間距今也已經有1.3萬年。
通過對這顆隕石長達10多年的研究,科學家們在隕石內部發現了一些與生命有密切關係的痕跡:碳酸鹽小球、多環芳香烴(PAHs)和微磁鐵礦晶體的存在,並由此推論火星至少在13億年到36億年前很可能有生命形態存在。
來歷
哈勃望遠鏡拍攝的火星圖片至於隕石是如何從火星進入太空的,科學家們認為,這可能是小行星等天體撞擊火星的結果。已觀察到的巨大隕石坑在一定程度上可以說明撞擊產生的威力。不過,進入太空的火星岩石,要穿越數億公里來到地球並不容易。
因此,截至2009年10月,在地球上發現的成千上萬顆隕石中,科學家們一共才發現了53塊來自火星,總重92公斤,僅相當於阿波羅計畫中太空人帶回的整個樣本量的10%。
研究
首先,科學家們排除了隕石內的痕跡被地球生物污染的可能性。
隕石中發現的碳酸鹽小球PAHs有機物分子存在於“艾倫-希爾斯84001”隕石內部,其密度大大高於南極冰層中多環芳烴的密度,其他的南極隕石沒有多環芳烴,即便人造的污染也只會出現在表面,而且與這些多環芳烴有關的碳酸脂形成於36億年前,說明有機分子不是隕石在星際旅行過程中附著到隕石上的,也不會來自於地球,應該來自於火星。科學家們分析稱,這種比較簡單的PAHs有機物分子可能是火星遠古時代的微生物腐朽後的產物,它們為一種液體(很可能是水)所攜帶,並在碳酸鹽小球形成時被截獲。
其次,科學家們分析了火星上可能存在過水的證據。
科學家們在“艾倫-希爾斯84001”隕石的新鮮破裂面上發現的扁圓形碳酸鹽,像壓扁的球,直徑20毫米到50毫米。由於碳酸鹽是遇水結晶的一種無機物,因此,科學家認為,火星水可能從這些火星岩石縫隙中滲透過。這顆紅色星球在過去也許曾經有著適合生命生存的條件。
最後,科學家們發現了微磁鐵礦晶體,並認為這是由火星細菌產生的
用高解析度的透射電鏡(TEM)與掃描電鏡(SEM)結合能量分散光譜學方法對樣品進行分析表明,這些礦石晶體的尺寸、純度、形態與晶體結構都和由地球上的細菌產生的晶體的特徵一樣。
地球上有一種主要分布於土壤、湖泊和海洋等水底污泥的趨磁細菌,它的體內會生成一些微小的磁鐵礦晶體,每個只有50納米到100納米,而且純度高於一般由無機作用形成的天然磁鐵礦。趨磁細菌會把10個到20個微磁鐵礦晶體排成鏈狀,像指南針一樣利用地球磁場來感測方向,然後借鞭毛游向對該菌最有利的微氧環境處。因此,這種微磁鐵礦晶體就如同生命的簽名一樣。而科學家在“艾倫-希爾斯84001”隕石內發現的微磁鐵礦晶體尺寸是40納米到60納米,還有一些磁鐵礦晶體呈鏈狀排列。科學家們認為這是有關火星生命痕跡最令人信服的證據。
爭論
歐洲ExoMars火星車模擬圖自從1996年宣布這塊火星隕石可能有生命痕跡後,科學界關於該項研究的爭論就沒有停止過。各種支持與反對的觀點激烈碰撞,爭論的焦點主要集中在碳酸鹽球體的形成溫度和微磁鐵晶體的成因上。反對的科學家認為“艾倫-希爾斯84001”隕石的各種特性可以是非生物成因的。他們進行了很多實驗,想論證碳酸鹽小球等一系列構造是在高溫狀態下產生,從而推翻所有對火星生命的推測,因為比照地球生物,高溫下火星生物也是無法存活的。支持的科學家則用氧和硫的同位素分析,以及碳酸鹽年齡測定等方法來說明碳酸鹽低溫下形成的可能,以及火星生命存在的可能性。
而近期美國宇航局科學家的最新研究結果就是想說明,熱分解假說不能解釋“艾倫-希爾斯84001”隕石中大部分磁鐵礦晶體的成因,加熱隕石成分的方法不能生成微磁鐵晶體。科學家們解釋說,純菱鐵礦加熱後可以轉化為純磁鐵礦,而“艾倫-希爾斯84001”隕石成分中含有碳酸鹽嵌入式純磁鐵礦,卻沒有純菱鐵礦的存在,而且從來沒有。科學家們認為“艾倫-希爾斯84001”中磁鐵礦成分不是來自於碳酸鹽,而是來自於另外一個過程。對比地球上的現象,與在“艾倫-希爾斯84001”隕石中磁鐵礦成分相同的磁鐵礦晶體大多數由超磁細菌製造,因此通過生物模式得到是可行的。科學家們套用最新的高解析度電子顯微鏡得到的新分析顯示,“艾倫-希爾斯84001”隕石的磁鐵礦晶體結構中約有25%是由細菌形成的。
儘管關於“隕石上是否存在火星生命痕跡”的爭論仍在繼續,關於“艾倫-希爾斯84001”隕石的研究目前也不能讓我們探知更多關於火星生命的秘密,但越來越多的證據表明這個來自火星的樣本具有重大的科研價值。科學家們的分析認為,“艾倫-希爾斯84001”隕石中碳酸鹽球形成時火星上的溫度可能為0攝氏度到80攝氏度,而不是生物無法存在的700攝氏度。假如生命存在於遠古時期的火星,那么生命很可能今天仍存在於火星。火星環境的改變不一定會撲滅所有地下微生物的生命。在這方面,地球上微生物抵禦惡劣環境的實例可以給火星生命依然存在的推測帶來一絲希望。
火星生命證據
火星表面上奇怪的沙丘科學家們在這塊隕石中發現了蠕蟲形態的結構，並推測這極可能是石化了的細菌。這些細菌是在隕石表面以下發現的，這說明它們是在隕石抵達地球時已經存在，而不是在後來的歲月中被地球上的細菌入侵生成的。此前曾有不少人持這種觀點，認為這些細菌形態的物質可能是地球細菌侵蝕生成。
早在1996年，麥凱和其他一些科學家就曾指出，這塊隕石中的微化石可能是生命的證據，不過許多人對此觀點持懷疑態度，認為這些類似生物的結構也許不是生物。
現在，麥凱等科學家利用高清電子顯微鏡等設備進行了進一步研究，得出新的結論。他們重點關注了隕石表面幾層的磁性晶體結構，這裡面包含有簡單的細菌形態，結果發現，這些結構中25%的部分在化學形式方面與細菌的組成一致。
此外，科學家們還從這塊隕石中發現了火星上存在液態水的證據，證明這顆紅色星球在過去也許曾經有著適合生命生存的條件。
相關
除了這塊“艾倫•希爾斯84001”火星隕石外，麥凱所在的研究小組還研究了另外兩塊來自火星的隕石：1911年降落在埃及的“納赫利赫”（Nakhla）以及一名日本探險家在南極發現的“山藤593”（Yamato 593）。在即將發表的研究結果中，科學家們指出，這兩塊隕石中都存在有微生物生命的證據。
