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鐵礦中的脂肪酸與火星生命

在英國南邊的多賽特郡(Dorset)海邊,有一條潺潺小溪,緩緩流入著名景點杜德爾門附近的聖奧斯華爾德灣(St Oswald's Bay)。

這條溪流有什麼特別之處呢?



  原來這條溪流的水,pH值為3.5、呈酸性,科學家推測這條溪流,和幾百萬年前流入火星古代湖泊的水非常相似。



測量多賽特郡溪的pH值,發現溪水呈酸性。 [1]



  白堊紀時期的地球,森林大火燃燒樹木形成的碳墜入砂土,而溪流流經時,將富含碳的沙土沖刷帶走,而一些自營細菌能夠利用硫原子置換出碳原子,並使用碳原子製造養分養活自己,而硫原子就和砂土中的其他物質,像是鐵,形成黃鐵礦(俗稱愚人金)。



黃鐵礦 [2]



  而到了今日,這些黃鐵礦有些被氧化,釋放出硫原子到水中,使得溪流pH值下降;也有一些鐵硫化合物沉澱在河床,像是黃鉀鐵礬(jarosite)。



黃鉀鐵礬 [3]



  黃鉀鐵礬很喜歡抓住有機分子,尤其是有機酸。如果將黃鉀鐵礬放置在濕潤的環境中,如英國南部海岸,它就會在水的影響下變成針鐵礦(goethite)。



針鐵礦 [4]



  而針鐵礦在乾燥的環境(如火星)中,就會脫水變成另一種礦物──赤鐵礦(hematite),而赤鐵礦就是火星表面覆蓋的那層類似鐵鏽的紅色物質。在火星上的土壤中,黃鉀鐵礬、針鐵礦、赤鐵礦佔了一席之地。



赤鐵礦 [5]



  科學家發現,針鐵礦內部蘊含大量保存良好的脂肪酸,脂肪酸是一種構成生命的重要物質,也是組成細胞膜的分子之一。

  我們可以從脂肪酸的數量,大略推測古代有多少微生物存在這個地區,而科學家告訴我們,多賽特郡的溪流和火星曾經生活過的微生物量差不多。

  另外,藉由火星探測得到的樣品,也可以推估,至少28.6×109kg的脂肪酸被鎖在火星富含鐵礦的地表。



為什麼找到脂肪酸就可以幾乎確定生命曾經存在過呢?



  科學家告訴我們,如果你隨意將一堆碳丟在同一空間,不加入任何酵素,那它們可能產生的反應有超過50000種(因為碳有很多同位素),根本不可能形成脂肪酸鏈。因此,如果發現脂肪酸鏈,那就代表這個過程必定有酵素的參與──也就是有生物的參與。



脂肪酸 [6]



  好奇號所使用的分析工具是SAM (Sample Analysis at Mars)。SAM的運作原理是:將火星的土壤樣本和化學溶液混合9次,並加熱到900℃,變成蒸氣後,根據各種氣體之間的差異,分離各物質,如此一來,科學家就可以知道,樣本中含有哪些物質。而其中兩次混合的溶液則是甲醇與4-甲基氫氧化銨,以及能夠偵測到脂肪酸的溶液。



SAM [7]



  下一次,這個團隊將採用薇拉魯賓山脊(Vera Rubin Ridge)周圍的黏土土壤進行分析,看看是否蘊含了豐富的有機物質。



薇拉魯賓山脊(Vera Rubin Ridge)  [8]



原始資料:

翻譯自https://www.space.com/41201-mars-life-iron-minerals-fatty-acids.html



參考資料:

http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=986

https://tw.news.yahoo.com/%E8%8B%B1%E5%9C%98%E9%9A%8A%E6%A8%A1%E6%93%AC%E7%81%AB%E6%98%9F%E7%92%B0%E5%A2%83-%E6%8E%A8%E6%B8%AC%E7%81%AB%E6%98%9F%E6%9B%BE%E6%9C%891-2%E8%90%AC%E5%80%8B%E5%A5%A7%E9%81%8B%E6%B8%B8%E6%B3%B3%E6%B1%A0%E5%A4%A7%E6%9C%89%E6%A9%9F%E7%94%9F%E7%89%A9-110255872.html



圖片來源:

[0] https://www.space.com/41201-mars-life-iron-minerals-fatty-acids.html

[1] https://www.space.com/41201-mars-life-iron-minerals-fatty-acids.html

[2] https://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%BB%84%E9%93%81%E7%9F%BF

[3] https://twgeoref.moeacgs.gov.tw/GipOpenWeb/wSite/ct?ctNode=1233&mp=105&xItem=125862

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Goethite

[5] https://zh.wikipedia.org/zh-hk/赤铁矿

[6] http://www.bud.org.tw/answer/0306/030627.htm

[7] https://www.space.com/41201-mars-life-iron-minerals-fatty-acids.html

[8] https://www.reddit.com/r/curiosityrover/comments/6c9co8/a_closer_look_at_the_vera_rubin_ridge_sol_1700/



 

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