火星曾经是否温暖、湿润且适合生命存在

这项发现源自德克萨斯大学奥斯汀分校研究人员领衔发表在《科学进展》期刊的一项研究。

通过分析火星陨石的成分数据，研究团队运行了40多组不同温度、浓度和化学环境的计算机模拟，估算早期火星可能释放的碳、氮和硫化物气体总量。

与先前火星气候模型预测的高浓度二氧化硫(SO2)不同，他们的研究表明30-40亿年前火星火山活动可能产生了大量化学"还原态"硫化物——这些物质具有高度活性。其中包括硫化氢(H2S)、二硫(S2)以及可能存在的六氟化硫(SF₆)——一种强效温室气体。

据论文第一作者、杰克逊地球科学学院博士生Lucia Bellino介绍，这可能造就了独特的火星环境——某种适宜特定生命形式存在的环境。

"还原态硫的存在可能形成雾霾环境，进而产生六氟化硫(SF₆)等能保持热量和液态水的温室气体，"Bellino表示，"这些脱气硫物种与氧化还原条件也存在于地球维持多种微生物生命的热液系统中。"

先前火星研究主要关注地表气体释放（通常通过火山喷发）对大气层的影响。相比之下，本研究模拟了硫在地质过程中的形态变化，包括其从地壳下方岩浆层分离时与其他矿物的分异过程。这具有重要意义，因为它能更真实地反映气体在释放至地表前的化学状态，这些气体会塑造火星早期气候条件。

研究还发现硫可能频繁发生形态转换。虽然火星陨石含有高浓度还原态硫，但火星表面存在的硫多与氧形成化学键。

"这表明硫循环——硫向不同形态的转变——可能是早期火星的主要地质过程，"Bellino解释道。

去年研究进行期间，NASA的发现佐证了他们的结论。好奇号火星车碾碎岩石后首次发现单质硫。虽然火星以富含硫矿物著称，但这是首次发现未与氧结合的单质硫形态。

"看到NASA发现大面积单质硫的新闻时我们非常兴奋，"Bellino的导师、地球与行星科学系助理教授陈广孙(音)表示，"我们研究的关键发现之一就是S2释放后会沉淀为单质硫。项目启动时还没有这类观测证据。"

团队后续将运用计算机模拟研究维持火星生命的其他关键过程，包括早期火星水源问题，以及火山活动是否能在火星表面形成大型水体。他们还将探究还原态硫是否可能成为类似地球热液系统环境下微生物的食物来源。

火星距离太阳遥远，如今平均温度低至-62℃。Bellino希望气候建模专家能利用其团队成果，预测早期火星温暖气候的持续时间，以及微生物可能在这种环境中存活的时长。

本研究由德克萨斯大学奥斯汀分校行星系统宜居性中心、美国国家科学基金会和西蒙斯基金会资助