新的實驗室研究-模擬了火星上的環境並且使用了嗜鹽微生物-表明相似的微生物能夠產生火星上神秘的甲烷。火星蓋爾隕石坑遠古湖泊沉積物。好奇號火星車已經在這個區域探測到了甲烷，產甲烷的古生菌型微生物能夠在這種土壤含鹽分和黏土的環境中存活至今。
圖片由美國宇航局和加州理工學院提供。自本世紀初第一次探測到甲烷以來，其在火星稀薄的空氣中的存在就成為了這顆紅色星球上最引人著迷的秘密之一。去年六月在火星大氣中報告的創新高紀錄的甲烷含量是2019年最大的科學新聞之一。火星上的甲烷是由地質過程產生的嗎?還是一種生命的信號?這種爭論在過去幾年裡愈演愈烈。現在，柏林工業大學研究人員進行的一項研究概述了一種微生物生命確實可以解釋的可能機制。
這項研究在2020年1月9日於《天空和宇宙》中的德克·舒爾茨·馬庫赫（Dirk Schulze-Makuch）所著的一篇文章中進行了討論，並且在同行評審後於一月8日發表在《科學報告》上。這項發現也於2019年9月4日，在法國奧爾良舉辦的第19屆歐洲天體生物網絡協會（EANA）天體生物會議上展示。這項由柏林工業大學的德比·茅斯（Debbie Maus）所領導的研究聚焦在微生物如何僅僅藉助潮解（指鹽直接從空氣中吸收水分，然後溶解）所獲得的水生存。
這對於沒有液態水存在在乾燥，冰冷表面的火星來說，十分重要。地球上的極端微生物可以通過這種方式，僅靠微量的水分生存，然而， 這在火星上也行得通嗎？一些早期的極端微生物在藉助潮解時也會釋放甲烷，而眾所周知火星土壤包含鹽分，那麼潮解能否用來解釋火星大氣中甲烷的存在呢？目前的研究沒有證明，但研究確實表明這種解釋是可行的。
嗜鹽菌集群，一種地球上的古細菌。類似的微生物或許能解釋火星上甲烷的存在。
茅斯和她的團隊是如何得出這些結論的呢？他們採用了三種模擬的火星土壤，包括鹽。這些模擬土壤被裝在一個可以創造火星表麵條件的特殊容器里。研究者們想知道是否這些特定種類的細菌在大氣稀薄，寒冷和沒有液態水的惡劣環境中會利用鹽分來獲得液化的水分。研究者們測試了三種類型的產甲烷的古生菌，它們是單細胞的微生物和地球上的細菌相似，生活在低氧的環境中很像火星的環境。這三種古生菌都把甲烷作為自己新陳代謝的副產品。其中兩種細菌甚至在模擬火星的環境中產甲烷。值得注意的是這個結果是真實的當測試中使用鹽和土壤和那些在火星的古老河床發現的土壤相似，都有很高的粘土含量。這就是好奇號巡視器現在所在的蓋爾隕坑的那種地表，在幾十億年前這裡是一片湖區。同時好奇號證實甲烷現在不僅在這一片區域存在。好奇者號現在正在檢測隕坑中央夏普山下坡肥沃土壤中的粘土含量。
這項研究為甲烷釋放到火星大氣提供了一個可信的機制，但是仍不能確定的是甲烷的釋放到底是由於生物方面的原因還是地理方面的原因。在地球上，絕大部分的甲烷是由微生物產生的，可能在火星上也是這樣，但是目前還不能確定。
插圖表明哪些過程可以產生或者破壞火星上的甲烷。甲烷可能產生於火星地表之下，之後通過亞表面裂隙釋放到大氣中。圖片源於ESA（歐洲航天局）。研究人員發現即使微生物經過了脫水-乾燥-休眠，他們仍可能通過潮解及釋放甲烷而重生。通過這篇論文：我們的結果第一次展示了通過潮解作用復水MRAs[火星風化層類似物]可以重新激活脫水狀態下產甲烷古菌的代謝。CDS的設計提供了潮解驅動的進入孵化室的水的運輸，但這隻有在存在吸濕鹽時才可以。我們的數據也展示了甲烷的產生很大程度上取決於產甲烷的種類，孵化溫度及MRA和實驗中使用鹽的類型。
在特定的封閉潮解系統（CDS）的幫助下，我們模擬了體外的潮解過程，並且在含有層狀矽酸鹽的火星地表模擬中證明了甲烷八疊球菌屬soligelidi和甲烷八疊球菌屬巴氏細菌可以在質量分數為30%的乾燥情況下存活，而且在潮解產生水之後新陳代謝變得很活躍。
因此，我們得出這樣的結論：產甲烷古菌可以生活在瞬變的水環境中，並且能應對不同的鹽濃度。因此，在火星上富含鹽的近地表環境受到周期性濕潤的影響，例如RSLs[循環坡線]，可被認為是某些耐鹵產甲烷古菌的棲息地，並且有可能是火星大氣層中甲烷的生物來源。
RSLs或循環坡線是火星中存在水合鹽的另一個特徵。這些陡峭山坡上的黑色條紋可能是鹽水流過的短暫的痕跡，但是關於他們（黑色條紋）的真實原因還存在很多爭論。如果那裡含有水分，那麼那兒將會是這些喜鹽微生物生存的理想場所。甚至在蓋爾環形山中心的夏普山上也有一些RSLs。好奇號可以開的更近一些，但是NASA的工作人員並不決定這麼做；因為探測器上還有一些地球微生物，這麼做的話探測器會有被污染的風險。
1999年到2018年火星上甲烷的主要測量歷史。圖片來自歐洲太空局。
「好奇號」提供的證據表明至少它附近的甲烷有季節性的變化。這可能是在溫暖的時期它捕獲了冰蓋或者土壤周期性的釋放甲烷，或其他地質演變甚至是某種生物學作用的結果。
在以往的研究中，科學家發現「好奇號」探測到的甲烷除了季節性變化外，還表現出每日變化。 正如加拿大約克大學的約翰·摩爾所解釋的：
這項最新的研究表明，甲烷濃度每天都在變化。我們第一次能夠計算出火星蓋爾隕石坑甲烷滲漏速率的單一數值，相當於平均每火星日2.8千克（0.7加侖）。
另一項先前的研究也表明，岩石的風蝕作用不太能解釋「好奇號」所看到的甲烷的變化。
1999年，地面望遠鏡首次在火星大氣層中發現甲烷。然而，儘管各種宇宙飛行器和「好奇號」探測器也多次探測到這種氣體，但它的起源仍然是個謎。「好奇號」最近還在蓋爾隕石坑中發現了蓋爾隕石坑中氧氣含量不同尋常的季節變化，但還需要進一步的測試，以確定是否與甲烷變化有關聯。
2011年5月30日，火星勘測軌道飛行器（MRO）在牛頓隕石坑壁上觀測到這些反覆斜坡線條（RSL），其中含有鹽，並很有可能含水。圖像來源：NASA/ JPL-Caltech/亞利桑那大學。
水是否存在一直以來被認為是尋找火星生命的依據。但正如歐洲天體生物學網絡協會（EANA）所指出的，應根據這一跡象開展新的研究，那麼是時候修改研究方法了：儘管我們的結果強調了所用基質、古生物種類、鹽和溫度的重要性，但我們首次對此引起重視——僅潮解作用提供的水就足以再水化產甲烷古菌，並在大致類似火星近地表下環境條件中使其恢復新陳代謝。
由此我們倡議，對尋找火星生命來說，「跟鹽走」比「跟水走」更重要。未來太空飛行任務，包括生命探測任務，應該以探究火星富鹽區域作為天體生物學的首要目標。
要旨：柏林科技大學研究人員最新實驗研究發現，火星神秘的甲烷可能由類似地球產甲烷古細菌的微生物產生。
參考資料
1.Wikipedia百科全書
2.天文學名詞
3.earthsky-Paul Scott Anderson-如是觀，豆豆，YPP，天下有雪，你好，再見，Crison，BIH
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