在美国宇航局的好奇路虎发现的岩石中埋没的寒冷古火星的线索

南美洲Altiplano的Quisquiro盐平面上装满了Brimy Lakes，代表了科学家认为在火星上的大风陨石坑中可能存在的景观。

通过研究今天火星上的化学元素 - 包括碳和氧气 - 科学家可以向后工作，将一个星球的历史一起工作，曾经有过支持生活所需的条件。

从大约1.4亿英里（2.25亿公里）的元素覆盖了这个故事，偏离了这个故事，是一个艰苦的过程。但科学家不容易被阻止。火星的轨道和船只已经证实，由于包括干燥河床，古代海岸线和咸地面化学的线索，该星球曾经有液态水。使用NASA的好奇风车，科学家们发现了长寿湖泊的证据。他们还挖出了有机化合物或生命的化学积木。液态水和有机化合物的组合强迫科学家，以继续寻找火星以争夺过去或现在的迹象。

尽管到目前为止发现了诱人的证据，但科学家们对火星历史的理解仍在展开，几个主要问题开放了辩论。对于一个，古老的火星气氛足够厚，可以让这个星球温暖，因此潮湿，因为萌芽和培育生活所需的时间？和有机化合物：它们是生命的迹象 - 当火星岩石与水和阳光相互作用时发生的生命迹象 -

在最近的天文报告中[1]在化学实验室内的一个多年的实验中，在大学里的腹部进行，称为Mars（Sam）的样本分析，这位科学家团队提供了一些帮助回答这些问题的见解。该团队发现，大风山脉岩石中的某些矿物质可能已形成在冰覆盖的湖泊中。这些矿物质可能在夹在温暖时期之间的冷舞台期间，或者火星失去大部分大气中并开始永久性冷。

这个例证描绘了部分填充火星的大风陨石坑的水湖。从火山口的北缘上散落，它将被径流填补。古代溪流的证据，德国和湖泊，美国宇航局的沉积储存模式在大谷的沉积沉积物模式中发现了火山口在这一年超过30亿年前举行的湖泊，填充和干燥在数千万的多个周期上年。

大风是康涅狄格和罗德岛的大小的火山口。它被选为好奇心的2012年降落网站，因为它有过去的水分，包括粘土矿物，可能有助于陷阱和保护古代有机分子。实际上，在探索火山口中央的山地的基础上，称为尖锐的尖锐，好奇心发现了一层沉积物[2] 1,000英尺（304米）厚，厚度沉积在古代湖泊中。一些科学家表示，为了形成令人难以置信的水，这是一个令人难以置信的水，这将流入数百万到数百万的温暖和潮湿的年份。但火山口中的一些地质特征也暗示过去包括冷，冰冷的条件。

“在某些时候，火星的表面环境必须经历了温暖和潮湿的过渡，感冒和干燥，就像现在一样，但是当时的何时以及如何发生这种情况仍然是一个谜，”NASA地球化学家Heather Franz说位于马里兰州Greenbelt的NASA戈达德太空飞行中心。

领导SAM学习的Franz指出，诸如火星倾斜和火山活动的变化等因素可能导致火星气候随着时间的推移在温暖和寒冷之间交替。在火星岩石中的化学和矿物学变化（3]）支持这个想法，表明在更冷的环境中形成的一些层和其他在较温暖的环境中形成的层。

无论如何，Franz表示，迄今为止收起的数据阵列表明该团队正在看到岩石中录制的火星气候变化的证据。

Martian气候故事中的碳和氧气恒星

在SAM实验室提取了13个灰尘和岩石样品的含量二氧化碳或二氧化碳之后，Franz的团队发现了古老的古老环境的证据。好奇心在五个地球数年内收集了这些样品。

CO 2是与两个氧原子键合的一个碳原子的分子，用碳作为神秘火星气候的情况下作为关键证人。事实上，这种简单而多才多艺的元素与其他地方寻找生活中的水一样重要。在地球上，碳连续通过空气，水和表面流动，在铰接在生命上铰接。例如，植物以CO 2的形式吸收来自大气的碳。作为回报，它们产生氧气，其中氧气和大多数其他生命在一个过程中用于呼吸的过程中，在碳释放到空气中，再次通过CO 2或者进入地壳，因为生命形成模具并被埋入。

（单击图像可查看全图。）该图表描绘了碳在火星内部，表面岩，极帽，水域和大气中交换的路径，并且还描绘了它从大气中丢失的机制。

科学家在火星上发现了一个碳循环，他们正在努力了解它。在过去的30亿年的红星上有很少的水或丰富的表面寿命，碳循环与地球不同。

“尽管如此，碳循环仍在发生，仍然很重要，因为它不仅有助于揭示有关火星的古环气候的信息，”美国宇航局戈达德太阳系勘探师的主要调查员Paul Mahafaffy说。“这也向我们展示了火星是一种充满活力的星球，即循环元素，这些元素是我们所知道的建筑物的生活障碍。”

气体为寒冷的时间建造一个案例

在好奇心喂养岩石和灰尘样品到山姆中，实验室每次加热到接近1,650华氏度（900摄氏度）以释放内部的气体。通过观察释放二氧化碳和氧气的烤箱温度，科学家可以说明气体来自的矿物质。这种类型的信息有助于他们了解碳在火星上的循环。

各种研究表明，火星的古老气氛含有大多数二氧化碳，可能已经比地球更厚。其中大部分都丢失了空间，但有些人可以在地球表面储存在岩石中，特别是碳酸盐的形式，这是由碳和氧制成的矿物质。在地球上，当来自空气中的二氧化碳被吸收在海洋和其他水体中时，产生碳酸盐，然后矿化成岩石。科学家认为，在火星上发生了同样的过程，它可以帮助解释一些火星氛围中发生的事情。

然而，马斯的任务没有发现表面上的碳酸盐含量厚厚的气氛。

尽管如此，山姆所做的几种碳酸盐酯发现通过储存在其中的碳和氧气的同位素，揭示了火星气候的一些有趣的东西。同位素是具有不同质量的每个元素的版本。由于不同的化学方法，从岩层形成生物活性，使用这些同位素以不同的比例，岩石中重量较轻同位素的比例为科学家提供了线索的线索，以如何形成岩石。

在一些发现的一些碳酸盐山脉中，科学家注意到氧同位素比火星大气中的氧气同位素轻。这表明碳酸盐仍然很久以前就是从大气二氧化碳吸收到湖中。如果他们有，岩石中的氧同位素将比空气中的氧同位素略重。

虽然碳酸盐可能在火星历史上很早形成，但是当大气组成有点不同于今天，Franz和她的同事表明碳酸盐更有可能形成在冻结湖中。在这种情况下，冰可以吸入重氧同位素并留下最轻的氧，以后形成碳酸盐。其他好奇心科学家[4]还提出了证据表明冰盖湖泊可能存在于大脑陨石坑中。

所以所有碳在哪里？

科学家说，火星上的碳酸盐含量较低是令人费解的。如果大脑火山口中没有多少这些矿物质，也许早期的气氛比预测更薄。或者也许别的东西储存缺失的大气碳。

该动画图像显示了草酸盐分子3D模型旁边的碳酸盐分子的3D模型。碳酸盐由与三个氧原子粘合的碳原子制成。草酸盐由与四个氧原子粘合的两个碳原子制成。

基于他们的分析，弗朗兹和她的同事表明一些碳可以在其他矿物质中隔离，例如草酸盐，其在不同的结构中储存碳和氧的碳酸盐。他们的假设基于SAM内部的一些样品释放的温度 - 对于碳酸盐的一些样品，但对于草酸盐的权利 - 以及不同的碳和氧同位素比在碳酸盐中看到的不同碳和氧同位素。

草酸盐是地球上植物产生的最常见的有机矿物类型。但也可以在没有生物学的情况下生产的草原。一种方法是通过与表面矿物，水和阳光的大气二氧化碳的相互作用，在称为非生物光合作用的过程中。这种类型的化学在地球上很难找到，因为这里有丰富的生活，但Franz的团队希望在实验室里造成非生物的光合作用，如果它实际上可能对碳化学造成的碳化学造成的碳化学，因此可以在大峡谷中造成任何责任。

在地球上，非生物光合作用可能已经为光合作用的光合作用铺平了一些第一个微观生活形式的光合作用，这就是为什么发现它在其他行星兴趣的人的天然毒力学家。

即使事实证明，非生物光合作用将一些碳从大气中锁定到大脑火山口的岩石中，弗朗兹和她的同事们希望从火星的不同部分研究土壤和尘埃，以了解他们的大峡谷结果是否反映了全球影像。他们可能有一天有机会这样做。NASA'SperseMants Mars Rover，由于7月和8月2020年7月之间发射到火星，计划在Jezero Crater中收拾样品，以便在地球上返回实验室。

参考：

“由碳和氧同位素推断出碳和氧同位素的土着和外源性有机物和表面气氛”由HB Franz，Pr Mahaffy，Cr Webster，GJ Flesch，E.Raaen，C.Freissinet，SK Atreya，Ch House，AC McAdam， CA Knudson，PD Archer Jr.，JC Stern，A. Steele，B. Sutter，JL Eigenbrode，DP Glavin，JMT Lewis，CA Malespin，M. Millan，DW Ming，R.Navarro-González和Re Summons，2012年1月27日，自然天文学.DOI：
10.1038 / s41550-019-0990-x“古湖沉积，古湖沉积，火山岩，火星的沉积，挖掘和古气候”，JP Grotzinger，S.Gupta，Mc Malin，DM Rubin，J. Schieber，K.Siebach，Dy萨姆纳，KM堆栈，AR Vasavada，RE阿维德森，F. Calef III，L.埃德加，WF费，JA格兰特，J. GRIFFES，LC凌加，MP兰姆，KW刘易斯，N.曼戈尔德，ME Minitti，M. Palucis， M. Rice，RME Williams，Ra Yingst，D. Blake，D.Blaney，P.Claney，J.Crand，J.Crisp，We Dietrich，G. Dromart，Ks Edgett，RC Ewing，R.Gellert，JA Hurowitz，G. Kocurek， P. Mahaffy，MJ McBride，SM McLennan，M. Mischna，D. Ming，R. Milliken，H. Newsom，D. Oehler，TJ Parker，D. Vaniman，RC Wiens和Sa Wilson，2015年10月9日，Science.Doi ：
10.1126 / science.aac7575“Gale Crater的细粒度沉积岩石化学改变”由N.Mangolda，E. dehouck，C. Forni，O. Forni，C. Achilles，T. Bristow，RT下降，J. Frydenvang， O. Gasnault，J. L'Haridon，L.Le Deit，S. Maurice，SM MCLennan，P.-Y。 Meslin，S. Morrison，H. E. Newsom，E. Rampe，W. Rivera-Hernandez，M. Salvatore和R.C.Wiens，2018年11月17日，ICARUS.DOI：
10.1016 / J.ICARUS.2018.11.004“Hesperian冰盖湖泊的自住在火山火山口”由Alexandre M. Kling，Robert M. Haberle，Christopher P. Mckay，Thomas F. Bristow和Frances Rivera-Hernández ，2019年11月9日，icarus.doi：
10.1016 / J.ICarus.2019.113495.