热液蚀变区内硬石膏的岩内介质作用：对火星生物特征探索的启示

《Journal of Geophysical Research: Biogeosciences》：Endolithic Mediation of Anhydrite in Hydrothermal Alteration Zones: Implications for Biosignature Exploration on Mars

火星水热环境中微生物对钙硫酸盐矿物形态的影响研究显示，微生物定殖区存在管状、透镜状、双晶等多样化晶体形态，与非定殖区均匀的板状或柱状形态形成鲜明对比，表明微生物活动通过改变局部化学环境调控矿物结晶过程，为火星生命探测提供新的矿物学标志物。

　　

摘要

据信，火星上硫酸钙矿物的形成是由诺亚纪晚期（Noachian）的热液作用过程驱动的。在地球上，微生物参与硫酸钙矿物的结晶过程可能会产生独特的生物特征。然而，对于火星热液作用区域中潜在生物特征的理解仍然有限。在这项研究中，我们调查了被内生生物（endoliths）占据的热液蚀变岩石中无水石膏（anhydrite）晶体的形成情况。值得注意的是，被内生生物占据的区域内的无水石膏晶体呈现出多种形态，包括棱柱形、管状、伪六边形、透镜状和孪晶状。这些形态随机分布在微生物细胞上或周围，与未受生物影响的岩石表面常见的均匀片状和棱柱状形态形成鲜明对比。多种晶体形态的共存以及反复的成核-溶解过程表明了微生物的参与，使这些特征成为潜在的生物标志物。我们的发现强调了微生物相互作用在塑造硫酸钙矿物形态中的重要性，为火星生物特征探索提供了关键见解。

通俗语言总结

火星在“泰伊克纪”（theiikian）时期可能经历了显著的热液活动，当时其表面存在液态水，这使其有可能适合生命存在。据认为，硫酸钙矿物（如无水石膏）就是在这个时期由于热液作用而形成的。本研究探讨了在热液环境中被内生生物占据的岩石中硫酸钙矿物（如无水石膏晶体）的形成过程。研究人员通过分析岩石的矿物成分、化学性质和微生物，比较了有微生物存在区域与无微生物区域中的晶体形态。他们发现，被内生生物占据的区域中的无水石膏晶体呈现出多种形态，如管状、透镜状和孪晶状，而这些形态与未受生物影响的区域中的均匀形状不同。研究结果表明，内生生物通过为矿物提供生长场所来影响晶体的形成。这些不寻常的晶体形态和结构可能是微生物活动的迹象。这项研究强调了微生物在塑造矿物过程中的作用，并表明火星上含有硫酸钙沉积物的区域可能是寻找过去生命迹象的理想地点。

关键点

• 地球上的热液蚀变区域是火星生物特征探索的理想类比对象

• 内生生物在热液蚀变区域中对无水石膏的形成起到了促进作用，从而形成了独特的矿物生物特征

利益冲突

作者声明与本研究无关的任何利益冲突。