IT之家 5 月 5 日消息，美国宇航局 (NASA) 的好奇号火星探测车在盖尔陨石坑内发现了富含锰的砂岩，表明该区域曾经存在适宜居住的条件。
研究团队利用好奇号探测车上 ChemCam 仪器分析了盖尔陨石坑内湖床岩石，发现锰含量异常丰富，这表明这些沉积物可能形成于河流、三角洲或古代湖泊的岸边。研究结果于 5 月 1 日发表在《地球物理研究杂志：行星（Journal of Geophysical Research: Planets）》上。
“锰氧化物很难在火星表面形成，因此我们没想到会在岸线上沉积物中发现如此高浓度的锰，”洛斯阿拉莫斯国家实验室太空科学与应用小组负责人、该研究论文的主要作者帕特里克・加斯达 (Patrick Gasda) 说，“在地球上，由于光合生物产生的高氧大气和微生物催化锰氧化反应，这类沉积物会经常出现。”
“目前我们没有证据证明火星上存在生命，火星古代大气中产生氧气的机制也不清楚，因此锰氧化物是如何形成并富集于此地的，这确实令人费解，”加斯达补充道，“这一发现指向了火星大气或地表水中发生的更大范围的过程，并表明我们需要进一步研究火星上的氧化作用。”
ChemCam 由洛斯阿拉莫斯国家实验室和法国空间局 (CNES) 联合研制，其使用激光在岩石表面形成等离子体，并收集该光谱以量化岩石中的元素组成。
“好奇号”探测器所探测的沉积岩由砂、粉砂和泥组成。砂岩更具渗透性，与构成盖尔陨石坑大部分湖床岩石的泥相比，地下水更容易穿过砂层。研究团队研究了锰如何在这些砂层中富集，例如通过湖岸或三角洲河口附近的地下水渗透，以及可能促使锰沉积在岩石中的氧化剂。
据IT之家了解，在地球上，锰的富集源于大气中的氧气，微生物的存在往往会加速这一过程。地球上的微生物可以利用锰的多重氧化态作为代谢能量来源；如果古代火星上存在生命，那么这些湖岸岩石中锰含量的增加将为生命提供有益的能量来源。
“正如这些古老岩石所揭示的那样，盖尔湖环境为我们打开了一扇窗口，让我们得以窥探一个与地球今天某些地方惊人相似的宜居环境，” ChemCam 仪器首席研究员尼娜・兰扎 (Nina Lanza) 说，“锰矿物在地球湖泊浅层富氧水中很常见，在古老的火星上发现如此明显的相似特征令人震惊。”
火星上的氧气和环境曾经也和地球一样吗？
火星上的氧气和环境曾经和地球一样可能存在生命的形成。
美国宇航局好奇号火星车在火星岩石中发现的化学物质表明，这颗红色星球曾经比现在的大气层中拥有更多的氧气。这些发现进一步证明了我们邻近的行星曾经像地球一样。
研究人员在火星车上使用激光发射仪器发现了高浓度的锰氧化物。火星早期大气中氧气含量增加的这一暗示，增加了其他好奇号发现——比如关于古代湖泊的证据——揭示了我们邻近的星球曾经像地球一样。
这项研究也为火星过去有关大气氧的其他线索增加了重要的背景。这些锰氧化物是在好奇号任务在古代环境条件的时间表中发现的。从这一背景中，较高的氧气水平可以与火星车的盖尔火山口研究区存在地下水的时间有关。
新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的行星科学家尼娜·兰扎说：地球上我们知道如何制造这些锰物质的唯一方法涉及大气中的氧气或微生物。现在我们在火星上看到锰氧化物，我们想知道这些氧化锰怎么会形成？
兰扎说，目前微生物似乎有些牵强，但另一种选择——火星大气中过去比现在含有更多的氧气——似乎是可能的。如果没有大量的液态水和强氧化条件，这些高锰材料是无法形成的。在地球上，我们有很多水，但直到大气中的氧气含量上升之前，没有广泛的锰氧化物沉积。
兰扎是美国地球物理联盟关于火星锰氧化物的新报告的主要作者。 她使用好奇号化学和相机（ChemCam）仪器，从火星车的桅杆上发射激光脉冲，观察产生的等离子体闪光光谱，以评估目标的化学成分。
在地球的地质记录中，高浓度的氧化锰矿物的出现是我们大气成分发生重大转变的重要标志，从相对较低的氧气浓度到我们今天看到的富氧大气。火星上存在相同类型的物质表明，在下降至目前的氧气浓度值之前，那里氧气含量也有所上升。如果是这样的话，那么富氧的环境是如何形成的？
兰扎说：当火星失去磁场时，氧气进入火星大气层的一个潜在方式就是水分解。人们认为，在火星的历史上，水要丰富得多。然而，如果没有保护磁场来保护火星表面，电离辐射开始将水分子分解成氢和氧。由于火星的重力相对较低，火星无法抓住非常轻的氢原子，但较重的氧原子仍然留在后面。这些氧气大部分进入岩石中，导致今天覆盖表面的生锈的红尘。虽然火星著名的红色氧化铁只需要一个轻度氧化的环境才能形成，但锰氧化物需要一个强烈的氧化环境。
兰扎补充说，很难确认火星大气氧气的这种情景是否真的发生了。但需要注意的是，这一想法代表了我们对行星大气如何变得含氧的理解的偏离。丰富的大气氧气曾被视为所谓的生物信号，或现存生命的标志，但这个过程不需要生命的参与。
自 2012 年以来，好奇号一直在调查盖尔火山口的遗址。它发现的高锰材料位于陨石坑金伯利区域砂岩的矿物裂缝中。但这并不是火星上唯一发现高锰材料的地方。美国宇航局的机遇号火星车自2004年以来一直在探索火星，最近也发现了距离好奇号数千英里的高锰矿床。这支持了形成这些材料所需的条件远远超出盖尔火山口的想法。
美国宇航局喷气推进实验室是加州理工学院的一个部门，它建造了火星车，并管理美国宇航局科学任务局的好奇号火星车的任务。
