光合微生物或能在火星冰層內(nèi)部的融水泡中生活。

封閉在冰川內(nèi)的塵埃，在冰中產(chǎn)生了一個(gè)個(gè)微小的融水泡。科學(xué)家相信類似的情況也會(huì)在火星上發(fā)生。而假如火星上有過(guò)生命，那么可能就會(huì)有幸存者蜷縮其中。NASA / Kimberly Casey

NASA的最新研究結(jié)果顯示，在陽(yáng)光的照射下，火星地表冰層內(nèi)部可能會(huì)部分融解成液態(tài)水而非升華成氣體，導(dǎo)致冰層內(nèi)部出現(xiàn)一個(gè)個(gè)微小的水泡，為可能存在的火星光合微生物提供宜居環(huán)境。研究人員認(rèn)為，這些冰下的融水泡是迄今為止人類最有希望在太陽(yáng)系內(nèi)找到地外生命的地方。

在10月17日《地球與環(huán)境通訊》雜志上的一篇論文中，來(lái)自NASA的學(xué)者講述了他們是如何通過(guò)模擬火星地表富含塵埃的冰層，發(fā)現(xiàn)其中可能隱藏著微小融水泡的。

研究人員稱，在這些隱藏在冰層內(nèi)的水泡里，單細(xì)胞生物可以利用液態(tài)水，以及來(lái)自火星稀薄大氣的二氧化碳，和穿透冰層照射進(jìn)來(lái)的陽(yáng)光進(jìn)行光合作用。理論上冰層還可以過(guò)濾掉一些有害的太陽(yáng)輻射和宇宙射線。

研究人員稱，未來(lái)登陸火星的人類宇航員可以找到并獲取這些富含塵埃的冰，以及這些融水泡，發(fā)現(xiàn)可能隱藏其中的外星生命。因此它們是探尋地外生命領(lǐng)域極具吸引力的目標(biāo)。

研究人員表示，冰層內(nèi)部的深色塵埃顆粒會(huì)在陽(yáng)光下吸收較多的熱量，并導(dǎo)致冰層內(nèi)部出現(xiàn)一個(gè)個(gè)充盈著融水的微小空間。在火星上，由于大氣稀薄，氣壓極低，冰受熱后通常是直接升華成氣體，而不是變成水。因此這些封閉的區(qū)域，可能是液態(tài)水能夠在火星表面得以產(chǎn)生并保存的極少數(shù)微環(huán)境之一。

相似的情況也在地球上發(fā)生。在地球上，如果積雪、冰川和冰架中有塵埃，那么其內(nèi)部就有可能形成所謂的“塵穴（cryoconite holes）”，導(dǎo)致冰雪發(fā)生由內(nèi)而外的融解。因?yàn)樵陉?yáng)光的照射下，塵穴就像一個(gè)溫室，使冰層從內(nèi)部開(kāi)始升溫。在地球上，塵穴內(nèi)部不但包含液態(tài)水，還包含生命。

地球上的塵穴內(nèi)部生活著各種能夠進(jìn)行光合作用的生物，比如藻類、真菌和藍(lán)菌等。冬季氣溫下降時(shí)，塵穴會(huì)凍結(jié)，這些生命會(huì)進(jìn)入一種類似休眠的狀態(tài)，暫停所有活動(dòng)，等待夏季的來(lái)臨。研究人員認(rèn)為，如果火星上存在微生物，它們也有可能以相似的方式生活在相似的環(huán)境中。

研究人員通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)，在火星冰層內(nèi)部塵埃含量低于1%的情況下，融水泡能夠在冰層表面下方深達(dá)3米處形成。但這種情況只會(huì)出現(xiàn)在火星南北緯30至60度之間。越靠近火星兩極，冰的溫度越低，水泡越不容易出現(xiàn)。

圖中火星溝壑的白色邊緣部分，是由富含塵埃的水冰組成的。NASA / JPL-Caltech / University of Arizona

參考
Could Life Exist Below Mars Ice? NASA Study Proposes Possibilities
https://www.nasa.gov/solar-system/planets/mars/could-life-exist-below-mars-ice-nasa-study-proposes-possibilities/
Potential for photosynthesis on Mars within snow and ice
https://www.nature.com/articles/s43247-024-01730-y