火星是否有过生命又添新证据它也曾像地球一样发生过大氧化事件
从还原行星到氧化行星的过渡称为大氧化事件或GOE。这种转变是我们地球环境变化的核心部分,并且与地球生命的进化有着根本的联系。
地球大氧化事件
45.4 0.04亿年前,太阳形成后剩下的气体、冰粒、尘埃等物质物不断聚合。经过1000至2000万年的生长,最终形成原始地球。初生的地球火山,地震频发,表面是由岩浆组成的"海洋",而并非现在我们所熟知的水。
几亿年后,地球表面开始冷却凝固,形成坚硬的岩石,火山爆发所释放的气体形成了次生大气。但大气中并没有氧气,由水汽、二氧化碳、氮组成。
水汽的蒸发加速了地表的冷却,待到充分冷却后,暴雨连续下了上万年,雨水灌满了盆地,形成了海洋。
约35亿年前,地球磁场出现,保护大气,避免被太阳风剥离。其外层冷却凝固,并在大气层水汽的作用下形成地壳。
这样恶劣的环境,却使得生命开始萌发。通过对化石和岩层的研究,可以确定此时的生命更多还是厌氧性的。
但很快的,在地球22亿岁的时候(距今24亿年前),终于发生了一件让人庆幸的事,氧气开始大量出现了。
因为科学家发现这些年龄从大约25到24亿年的较老岩石中的河流沉积物中含有碎屑铀矿和黄铁矿,说明当时还处于还原大气环境中。
但是在更年轻的岩石中,铀矿和黄铁矿消失了。随后发现的一些砂岩中却显示了特别强烈的红色,这些岩层被称为红层,说明存在有被氧化的三价铁。
所以可以确定在大约24到23亿年前大气中的氧气浓度大幅度增加。被称为 "大氧化事件",简称GOE。
这件事情改变了地球,它开始变得温和,各种各样的动物和植物开始出现,很快就几乎占据了地球表面的每一个角落。
现在,对于地球氧气的增加,通常认为是来源于蓝细菌的光合作用,而蓝细菌被认为早在35亿年前就已经存在并逐渐占领地球了。
有证据表明,长达35亿年的岩石中有类似于蓝细菌的生物存在,它们与现代蓝细菌非常相似。
当然,化石中存在类似于蓝细菌的生物尸体,其本身并不是早期氧光合作用的确凿证据。事实上,蓝细菌最早的祖先是不进行光合作用的。
随着蓝藻出现后,它们开始迅速繁衍。由于只要是有水有阳光的地方,蓝细菌基本上都可以生存的很好,因此很快便遍及全球。
它们利用光合作用生成氧气,在此后的几十亿年间,逐渐提升地球的氧气水平,把地球从一个无氧星球改造成为了如今的富氧星球。
在现在,蓝藻这种生物依然广泛存在于各种池塘沼泽。目前大气中氧气主要来源有约九成来自水域中的植物所行之光合作用。
如何判断火星发生过大氧化事件?
现在地球与火星都具有氧化性大气,如果能证明火星大气曾是还原性,就可以确认火星曾经很有可能存在制氧生命。
因为在大约25亿年前,地球上从还原性大气过渡到氧化性大气的过程中,其氧气的爆发是由于生物的光合作用等代谢过程产生的废物。没有微生物产生的氧气,氧气就不会在我们的大气中积累,现在的高级生命就不可能存在。
而就在2月发表在《自然天文学》的文章显示:香港大学的行星地质学家发现,火星在数十亿年前可能经历了一次大氧化事件,这使得富含铁的火星表面被氧化而变红。
研究人员利用红外遥感和光谱技术,从轨道上测量火星表面物质的分子振动,以揭示火星上古岩石的矿物学和地球化学成分。通过对红外遥感数据和地球上实验室收集的数据进行详细对比,研究小组表明,暴露在地表的火星古岩石已经在还原条件下被风化,说明确实存在还原性大气。
图像左上角的蓝色岩石中的铁已耗尽,因为在古代火星上风化时已将其去除。这是地质证据,表明铁在减少的条件下从岩石中流失了。
火星现在虽然是个寒冷干燥的星球,但在35亿年前,它还是比较温暖,潮湿,适合生命生存的。
它的温暖足以让河道、湖泊以及与水相互作用,帮助矿物质形成。科学家们用数学模型来模拟早期火星大气的条件,得出的结论是发生了温室变暖,但他们也从模型中得出结论,温室中一定包括了还原性气体,而不是都是二氧化碳,这意味着可能存在还原性大气。
随着"天问一号"底登陆火星,势必会为我们带来更多的信息。我们不必仅依靠光谱学和遥感探测火星,了解它的历史。可以直接在火星表面寻找火星存在过生命的任何证据,而这激动人心的时刻就在5月底。
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