神秘洞穴的螢光奇觀：揭開地下世界的化學奧秘

在美國北愛荷華大學的約書亞·塞布里教授帶領下，一群學生深入風洞（Wind Cave）及其他類似洞穴，研究從岩石上方滲透的水流如何影響礦物組成。塞布里教授在一份宣告中解釋：「這項計畫的整體目標是試圖更深入瞭解地下的化學反應，這些反應告訴我們生命如何得以維持。」

研究團隊最初使用可見光波長的手電筒進行探索，但同時也攜帶了紫外線燈，這種燈的紫外線輻射可以激發螢光，讓我們看到原本無法察覺的色彩。塞布里教授回憶道：「洞穴的牆壁在普通光線下看起來毫無特色，但當我們開啟紫外線燈時，原本普通的棕色牆壁瞬間變成了明亮的螢光礦物層，這些礦物顯示出1萬到2萬年前曾存在的水池位置。」

風洞中最有趣的礦物通常被灰塵覆蓋，但在紫外線的刺激下，它們的螢光穿透了這些層次，展現出驚人的色彩。例如，富含錳的水在風洞中形成了斑馬紋方解石，這些方解石在普通光線下呈現條紋狀，但在紫外線下則散發出獨特的粉紅色光芒。

這些色彩讓研究團隊能夠在不破壞洞穴的情況下識別其化學成分。這與天文學家利用恆星光譜分析行星大氣分子的方法類似，因為我們無法直接採集樣本。同樣地，在地球上，我們雖然可以採集標本，但由於所見之物極為稀有且珍貴，我們選擇不這樣做。

在充足的光線下，塞布里教授的團隊能夠識別出許多細節，這些細節足以讓那些試圖從遙遠行星的微弱光線中擠出資料的研究團隊感到羨慕。然而，這項工作仍處於初期階段，因此塞布里教授讓學生們進行一些專案，例如製作自主光譜儀，並評估這些礦物是否對探險者構成威脅。

這項研究可能以多種方式推動尋找地球外生命的程序。例如，團隊開發的自動化裝置不僅節省了人力，未來在機器人探索其他行星或衛星的地下環境時，這些裝置將顯得更加重要。透過揭示水如何運輸（或不運輸）重要營養物質，塞布里的團隊也希望找到在其他星球上尋找生命時應關注的線索。在歐羅巴或恩克拉多斯等冰衛星上，任何有機物質都需要從下往上移動，因此需要進行調整，但這些洞穴仍可能是我們最好的比較物件。

這些洞穴在我們的標準下相當寒冷，這帶來了一些挑戰，但為了讓它們更好地模擬外太陽系冰衛星的環境，團隊有時會使用液態氮凍結部分割槽域。在此過程中，塞布里教授發現了他認為是方解石與更堅硬的石灰岩相互作用導致洞穴形成的證據，他表示這點以前從未被考慮過。

塞布里教授和他的學生們將在美國化學學會春季會議上發表兩場演講並展示三張海報，分享這項工作的各個方面。