火星陨石40亿年前含氮：证据确凿 火星陨石中发现含氮分子

火星陨石40亿年前含氮：证据确凿 火星陨石中发现含氮分子Koike 2020发布于《Nature Communication》杂志（左）从ALH 84001（火星陨石）在超导膜上提取的碳酸盐。（右）氮元素X射线吸收精细结构光谱。蓝条表示的是含氮有机物吸收的能量。 科学家们在火星陨石中发现了40亿年前的含氮有机分子。这些分子，有一部分溶于了浓盐水中，另一部分则被锁在了碳酸盐里。研究小组负责人Koike就这项发现补充说明，或许早期火星上有产生含氮有机物的实时化学反应。不管怎样，含氮有机分子的发现表明，在火星变成我们已知的红色星球前，早期的火星或许更像“地球”，有少量的氧气，更加的潮湿，富含有机物。更或者它过去可能是蓝色的。图2.

陆地污染是外星物质研究面临的一个严肃问题。为了避免这种污染，该小组研发了新的技术来准备样品。比如，他们在ELSI（东京地球生命科学研究所）干净的实验室里，用银胶带从宿主陨石上提取出大约有一根头发的宽度的极微小的碳酸盐颗粒。然后，研究小组在JAXA（日本宇宙航空研究开发机构）使用扫描电子显微镜聚焦离子束仪器进一步处理这些颗粒，尽可能去除的表面污染物。他们还使用了一种叫做氮K-边缘 x射线吸收边近结构（-xanes）光谱学的技术，这种技术使他们能够检测出极少量的氮，并确定氮的化学形式。附近火成矿物的对照样本没有检测到氮，表明有机分子只存在于碳酸盐中。

经过仔细的污染检查，研究小组确定检测到的有机物，很可能是真正的火星人。他们还确定了硝酸盐形式的氮的贡献，硝酸盐是目前火星上的强氧化剂之一，其贡献微不足道，这表明早期的火星可能没有强氧化剂，正如科学家所怀疑的，它比现在的氧化程度要低。

火星现在的表面对大多数有机物来说太过严酷，无法生存。 然而，科学家预测有机化合物可以在近地表环境中保存数十亿年。这似乎是研究小组在 ALH84001碳酸盐中发现的含氮有机化合物的情况，这些化合物似乎在40亿年前被困在矿物中，在最终被送到地球之前保存了很长时间。

研究小组赞同有许多重要的开放性问题，比如这些含氮有机物是从哪里来的？Kobayashi 解释说，有两种可能：要么来自火星之外，要么是在火星上形成的。在太阳系历史的早期，火星可能被大量的有机物覆盖，例如来自富含碳的陨石，彗星和尘埃颗粒。

科学家们在火星陨石中发现了40亿年前的含氮有机分子。这些分子，有一部分溶于了浓盐水中，另一部分则被锁在了碳酸盐里。研究小组负责人Koike就这项发现补充说明，或许早期火星上有产生含氮有机物的实时化学反应。不管怎样，含氮有机分子的发现表明，在火星变成我们已知的红色星球前，早期的火星或许更像“地球”，有少量的氧气，更加的潮湿，富含有机物。更或者它过去可能是蓝色的。

图2.

（左）从ALH 84001（火星陨石）在超导膜上提取的碳酸盐。（右）氮元素X射线吸收精细结构光谱。蓝条表示的是含氮有机物吸收的能量。

Koike 2020发布于《Nature Communication》杂志

图3.

火星早期(40亿年前)和现在的图示。很久以前的含氮有机物在碳酸盐中被封存了很长时间。

Koike 2020发布于《Nature Communication》杂志

相关知识

火星是距离太阳第四远的行星，也是太阳系中仅次于水星的第二小行星。在英语中，火星这个名字是取自罗马战神，也通常被称为“红色星球”。被称为红色星球是因为受普遍存在于火星表面的氧化铁的影响，使火星呈现出肉眼可见的天体所特有的红色外观。火星是一颗有着稀薄大气层的类地球行星，表面特征会让人联想到月球表面的月球坑，以及地球的山谷、沙漠和极地冰盖。

由于旋转周期以及旋转轴相对于黄道平面的倾斜和地球非常相似，所以在火星上，时间的流逝，白天黑夜和季节都和地球很像。火星是奥林帕斯山和水手号谷的所在地，奥林匹帕山是太阳系中最大的火山，也是太阳系行星上存在的最高山峰。水手号谷是太阳系中最大的峡谷之一。北半球平滑的北极盆覆盖了整个星球面积的40%，这个盆地也可能是一个巨大的撞击坑。火星有两颗卫星，火卫一和火卫二，它们很小，形状也不规则。它们可能是被捕获的小行星，类似于5261 Eureka(小行星)，火星特洛伊小行星