在火星上制造这些矿物不需要氧气

2014年，当NASA火星漫游车在火星上的盖尔陨石坑和奋进号陨石坑的岩石中发现氧化锰矿物时，这一发现表示火星的大气层可能在数十亿年前曾经含有更多的氧气。

这些矿物质可能需要充足的水和强氧化的条件才能形成。 利用从地球获得的地质化学知识，科学家们得出结论，氧化锰矿物的存在表明火星在过去曾经历过大气中氧气的周期性增加，然后才下降到今天的低水平。

但圣路易华盛顿大学的一项新的实验研究颠覆了这一观点。

科学家们发现，在类似火星的环境条件下，在没有氧气的情况下很容易形成氧化锰矿物。 使用动力学模型，科学家们还表示：在古代火星上预期的富含二氧化碳的大气中，氧化锰矿物是不可能形成的。

该研究于12月22日发表在《Nature Geoscience》上。

该研究的通讯作者Jeffrey Catalano表示：与地球相比，火星是一颗富含卤素元素氯和溴的行星。 火星上卤素形成的方式不同于地球的形式，而且数量要多得多，我们猜测它们对锰的命运很重要。

该研究使用氯酸盐和溴酸盐（这些元素在火星上的主要形式）进行了实验室实验，氧化水中的锰样品，用于复制古代火星表面的流体。

研究发现：卤素将溶解在水中的锰转化为氧化锰矿物的速度比氧气快数千至数百万倍。 此外，在早期火星表面发现的弱酸性环境下，溴酸盐比任何其他可用的氧化剂都更快地产生氧化锰矿物。 在这样的条件下，氧气完全不可能形成氧化锰矿物。

该研究的第一作者Kaushik Mitra表示：根据定义，氧化并不需要氧气的参与。 早些时候，我们提出了火星上可行的氧化剂，而不是氧气或通过紫外线光氧化作用，这有助于解释为什么火星是红色的。 在锰的情况下，直到现在我们才找到可行的氧气替代品来解释氧化锰矿物。

新结果改变了对早期火星适居性的基本解释，这对于NASA和ESA正在进行的研究来说可说是重要推动力。

但是仅仅因为过去火星大气中可能没有氧气，不能推断火星过去没有生命存在。 即使在地球上，也有几种生命形式不需要氧气就能生存。 可以在富含卤素的环境中生存的嗜极端生物（Extremophile），比如在地球上的大盐湖和死海中繁衍的嗜盐单细胞生物和细菌，也可能在火星上生存良好。

Mitra表示：我们需要在与火星、金星等特定行星，以及欧罗巴和土卫二等海洋世界更多相关的不同地质化学条件下进行更多实验，以便正确和全面地了解这些行星体上的地质化学和地质环境。 （编译 / 施欣岚）

资料来源：sciencedaily

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