南美洲高原上的基斯基罗盐沼充满了咸水湖泊，科学家们认为这种地貌可能存在于火星的盖尔陨石坑中。信贷:卡里尼Bocharov
通过研究化学元素火星如今 - 包括碳和氧气 - 科学家可以向后工作，将一个星球的历史一起工作，曾经有过支持生活所需的条件。
从大约1.4亿英里（2.25亿公里）的元素覆盖了这个故事，偏离了这个故事，是一个艰苦的过程。但科学家不容易被阻止。火星的轨道和船只已经证实，由于包括干燥河床，古代海岸线和咸地面化学的线索，该星球曾经有液态水。国外欧洲杯足球彩票使用美国国家航空航天局在好奇的流动站，科学家们发现了长期湖泊的证据。他们还挖出了有机化合物或生命的化学积木。液态水和有机化合物的组合强迫科学家，以继续寻找火星以争夺过去或现在的迹象。
尽管迄今为止发现了诱人的证据，但科学家对火星历史的理解仍在展开，有几个主要问题有待讨论。首先，古代火星的大气层是否足够厚，以保持地球的温暖和湿润，并维持足够长的时间以萌芽和孕育生命?还有那些有机化合物:它们是生命的迹象吗?还是火星岩石与水和阳光相互作用时发生的化学反应?国外欧洲杯足球彩票
在最近的一个天文报告中[1]在“好奇号”腹部的化学实验室进行的一项名为“火星样本分析”(SAM)的多年实验中，一组科国外欧洲杯足球彩票学家为回答这些问题提供了一些见解。研究小组发现，盖尔陨石坑岩石中的某些矿物质可能是在一个被冰覆盖的湖泊中形成的。这些矿物质可能是在一个夹在温暖时期之间的寒冷时期形成的，或者是在火星失去大部分大气层并开始永久变冷之后形成的。
这张图描绘了一个湖泊，部分填满了火星的盖尔陨石坑。它应该是由陨石坑北缘融化的雪所产生的径流所填满的。美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”(Curiosity)漫游者在盖尔(Gale)的沉积物模式中发现了古代河流、三角洲和湖泊的证据，这表明，30多亿年前，这个陨石坑曾有过类似的湖泊，在数千万年的时间里经历了多次循环。来源:美国国家航空航天局/姓名/ ESA / DLR /傅柏林/ mss
大风是康涅狄格和罗德岛的大小的火山口。它被选为好奇心的2012年降落网站，因为它有过去的水分，包括粘土矿物，可能有助于陷阱和保护古代有机分子。实际上，在探索火山口中央的山地的基地，称为锋利的尖锐，好奇心发现了一层沉积物[2]1000英尺(304米)厚的淤泥沉积在古老的湖泊中。一些科学家说，要形成这么多的沉积物，大量的水会流入这些湖泊，经过数百万到数千万年的温暖和潮湿的岁月。但陨石坑的一些地质特征也暗示了过去寒冷、冰冷的环境。
”在某种程度上,火星表面环境必须经历一个过渡的温暖和潮湿的寒冷和干燥,因为它是现在,但何时以及如何发生的仍然是一个谜,”希瑟弗朗茨说,美国国家航空航天局地球化学家美国宇航局戈达德太空飞行中心,绿地,马里兰州。
领导SAM研究的Franz指出，火星倾角的变化和火山活动的数量等因素可能导致火星气候随着时间的推移在温暖和寒冷之间交替。这一观点得到了化学和矿物学变化的支持[3]显示出一些岩层是在较冷的环境中形成的，另一些则是在较暖的环境中形成的。
无论如何，Franz表示，迄今为止收起的数据阵列表明该团队正在看到岩石中录制的火星气候变化的证据。
火星气候故事中的碳氧星
在SAM实验室提取出二氧化碳(CO)气体后，弗朗茨的团队发现了古代寒冷环境的证据2以及来自13个尘埃和岩石样本的氧气。好奇号用了5个地球年的时间收集了这些样本。
CO.2是一个碳的分子原子与两个氧原子粘合，用碳作为神秘火星气候的情况下作为关键证人。事实上，这种简单而多才多艺的元素与其他地方寻找生活中的水一样重要。在地球上，碳连续通过空气，水和表面流动，在铰接在生命上铰接。例如，植物以CO的形式吸收来自大气的碳2．作为回报，它们产生氧气，人类和大多数其他生命形式利用氧气进行呼吸，最终通过CO将碳释放回空气中2，或者在生命形式死亡并被埋葬时进入地壳。
(点击图片查看全貌)这幅图描绘了碳在火星内部、表面岩石、极地帽、水和大气之间的交换路径，也描绘了碳从大气中流失的机制。信贷:兰斯目的/加州理工学院
科学家们发现火星上也有碳循环，他们正在努力了解它。在过去至少30亿年的时间里，这个红色星球上几乎没有水，但却有丰富的地表生命，碳循环与地球的有很大不同。
“尽管如此，碳循环仍然在发生，而且仍然很重要，因为它不仅有助于揭示火星古代气候的信息，”SAM的首席研究员、美国宇航局戈达德太阳系探索部主任保罗·马哈菲说。“这也向我们表明，火星是一个动态的行星，它的循环元素是我们所知的生命的基石。”
这些气体说明了一段寒冷的时期
在好奇心喂食岩石和灰尘样品到山姆中，实验室将每一个加热到近1,650度华氏温度(900度科尔斯群岛）解放里面的气体。通过观察释放CO的烤箱温度2还有氧气，科学家们可以分辨出这些气体来自哪种矿物质。这类信息有助于他们了解火星上碳是如何循环的。
各种研究表明火星的古老氛围，大多数是有限公司2可能比今天的地球还要厚。大多数人都失去了空间但有些可能以碳酸盐的形式储存在地球表面的岩石中，碳酸盐是由碳和氧组成的矿物质。在地球上，碳酸盐岩是在CO2从空气中吸收在海洋和其他水体中，然后矿化成岩石。科学家认为，在火星上发生了同样的过程，它可以帮助解释一些火星氛围中发生的事情。
然而，马斯的任务没有发现表面上的碳酸盐含量厚厚的气氛。
尽管如此，SAM探测到的少量碳酸盐通过碳和氧的同位素揭示了火星气候的一些有趣的东西。同位素是每种元素不同质量的不同版本。因为不同的化学过程，从岩石形成到生物活动，使用这些同位素的比例不同，岩石中重同位素和轻同位素的比例为科学家提供了岩石形成的线索。
在一些发现的一些碳酸盐山脉中，科学家注意到氧同位素比火星大气中的氧气同位素轻。这表明碳酸盐很久以前就没有完全从大气合作2吸收到湖中。如果他们有，岩石中的氧同位素将比空气中的氧同位素略重。
虽然碳酸盐可能在火星历史上很早形成，但是当大气组成有点不同于今天，Franz和她的同事表明碳酸盐更有可能形成在冻结湖中。在这种情况下，冰可以吸入重氧同位素并留下最轻的氧，以后形成碳酸盐。其他好奇心科学家[4]也提供了证据，表明盖尔陨石坑可能存在被冰覆盖的湖泊。
所以所有碳在哪里？
科学家说，火星上的碳酸盐含量较低是令人费解的。如果大脑火山口中没有多少这些矿物质，也许早期的气氛比预测更薄。或者也许别的东西储存缺失的大气碳。
该动画图像显示了草酸盐分子3D模型旁边的碳酸盐分子的3D模型。碳酸盐由与三个氧原子粘合的碳原子制成。草酸盐由与四个氧原子粘合的两个碳原子制成。信用：詹姆斯特拉利/美国宇航局/戈达德太空飞行中心
基于他们的分析，弗朗茨和她的同事们认为，一些碳可能被其他矿物质所隔离，比如草酸盐，草酸盐以不同于碳酸盐的结构储存碳和氧。他们的假设是基于CO2从SAM内部的一些样品中释放出来——对于碳酸盐来说太低了，但对于草酸盐来说刚好，而且与科学家们在碳酸盐中看到的碳氧同位素比例不同。
草酸盐是地球上植物产生的最常见的有机矿物类型。但也可以在没有生物学的情况下生产的草原。俄罗斯比利时赔率一种方式是通过大气合作的互动2用表面矿物，水和阳光，在称为非生物光合作用的过程中。这种类型的化学在地球上很难国外欧洲杯足球彩票找到，因为这里有丰富的生活，但Franz的团队希望在实验室里造成非生物光合作用，以弄清楚它是否实际上可能对碳化学造成的碳化学，他们在大峡谷中看到的碳化学。
在地球上，非生物光合作用可能已经为光合作用的光合作用铺平了一些第一个微观生活形式的光合作用，这就是为什么发现它在其他行星兴趣的人的天然毒力学家。
即使事实证明，非生物光合作用将大气中的一些碳锁在了盖尔陨石坑的岩石中，Franz和她的同事们也想研究火星不同地方的土壤和灰尘，以了解盖尔陨石坑的结果是否反映了全球的情况。也许有一天他们会有机会这样做。美国宇航局的“毅力”火星探测器将于2020年7月至8月之间发射到火星，计划在耶泽罗陨石坑收集样本，以便可能返回地球上的实验室。
引用:
- “自主和外源有机物surface-atmosphere自行车推断从碳和氧同位素在盖尔陨石坑”由h·b·弗朗茨·p·r·Mahaffy c·r·韦伯斯特g . j . Flesch e . Raaen c . Freissinet s . k . Atreya c, h, a·c·麦克阿当·c·a·努森p·d·阿彻,j·c·斯特恩,a·斯蒂尔b·萨特j·l·Eigenbrode d . p . GlavinJ. M. T. Lewis, C. A. Malespin, M. Millan, D. W. Ming, R. Navarro-González和R. E.传票，2020年1月27日，自然天文学．
DOI：10.1038 / s41550-019-0990-x - ”沉积、发掘和古气候古湖泊沉积,盖尔陨石坑,火星“j·p·格罗,古普塔,m·c·马林·d·m·鲁宾,j . Schieber k . Siebach d . y .萨姆纳k . m .堆栈,a . r . Vasavada r . e . Arvidson f . Calef三世,l·埃德加·w·f·费舍尔,j·a·格兰特,j .夹子l . c . Kah m p .羊肉、k·w·刘易斯,n . Mangoldm . e . Minitti m . Palucis m .大米,r·m·e·威廉姆斯,r . a . Yingst d·布莱克,d ?布莱尼·康拉德j .脆w·e·迪特里希g . Dromart k . s . Edgett r·c·尤因,r·盖特纳j . a .霍尔维茨g . Kocurek p . Mahaffy m . j .麦克布莱德s . m . McLennan m . Mischna d·明r .肯·h·纽森,d·欧勒·t·j·帕克,d . VanimanR. C. Wiens和S. A. Wilson, 2015年10月9日，科学．
DOI：10.1126 / science.AAC7575 - “Chemical alteration of fine-grained sedimentary rocks at Gale crater” by N. Mangolda, E. Dehouck, C. Fedo, O. Forni, C. Achilles, T. Bristow, R. T. Downs, J. Frydenvang, O. Gasnault, J. L’Haridon, L. Le Deit, S. Maurice, S. M. McLennan, P.-Y. Meslin, S. Morrison, H. E. Newsom, E. Rampe, W. Rapin, F. Rivera-Hernandez, M. Salvatore and R. C. Wiens, 17 November 2018,伊卡洛斯．
DOI: 10.1016 / j.icarus.2018.11.004 - 亚历山大·m·克林，罗伯特·m·哈伯利，克里斯托弗·p·麦凯，托马斯·f·布里斯托和弗朗西斯:Rivera-Hernández, 2019年11月9日，伊卡洛斯．
DOI：10.1016 / J.ICarus.2019.113495
第一个发表评论在“寒冷的古老火星被埋藏在美国宇航局的好奇路虎发现的岩石中的线索”