新发现为火星寻找生命提供了新的线索

好奇号火星车在这项新研究进行的富含粘土的地点拍摄了这张自拍照。—NASA/JPL-Caltech/MSSS

(SeaPRwire) –   好奇号火星车登陆火星时已经太晚,未能观察到盖尔陨石坑在可能是郁郁葱葱的盖尔湖时期的样子。35亿年前,这个宽95英里的盆地曾水波荡漾,就像火星上许多其他地区一样,直到火星失去磁场,太阳风剥离了它的大气层,其大部分水分也散失到太空中。2012年,NASA的好奇号火星车在盖尔陨石坑着陆,寻找这颗星球古老、湿润的环境可能曾支持生命的线索。现在,正如《自然·通讯》上的一项研究报告所述,好奇号可能不仅发现了可能曾孕育生命的条件,还发现了化学物质——至少在地球上,这些物质是生命的基石。

这项新研究由佛罗里达大学地质科学教授、好奇号及后来的毅力号火星车任务科学家艾米·威廉姆斯领导。他们的工作涉及202年开始在陨石坑一个特别富含粘土的地区进行的实验;在地球上,粘土已知可以保存有机化合物和矿物质。这项工作依赖于一种剧毒、强腐蚀性的化学物质TMAH。在地球上,TMAH用于半导体制造,蚀刻掉微芯片表面不需要的材料。大约500微升——即百万分之一升——被携带在好奇号上。在火星上,这种化学物质可用于溶解岩石和粘土中的化学物质,将其以气体形式释放出来,并允许其被一个名为“火星样品分析”(Sample Analysis at Mars,简称SAM)的机载仪器进行分析。

“TMAH碱性非常非常强,它能够分解我们称之为大分子碳的物质,即那些非常庞大、复杂的芳香族材料,”威廉姆斯说。“它使那些[产生的]更小组分能够被SAM仪器检测到。”

在其分析过程中,SAM发现了20种特征分子,没有一种是现存甚至过去生物存在的证据,但其中许多可能与生物有关。“我们无法真正判断其中是否有任何分子是由生物形成的,”威廉姆斯说。“但我们能说的是,这里存在多种多样的有机材料,它们来自某种更大、更复杂的东西,而且我们知道其中一些与我们熟知的生命的基石前体有关。”

该研究发现的更引人遐想的化学物质之一是苯并噻吩,一种含有碳和氮的双环分子。SAM在火星上嗅探到这种化学物质其实并不奇怪,因为它在许多其他地方也存在。“苯并噻吩是让我们感到兴奋的分子之一,因为它实际上是在星际介质中、在陨石上形成的,”威廉姆斯说。“如果这确实是从陨石上‘降落’下来的,那么你可能正在看到一些太阳系中形成的最古老的有机分子保存在这些岩石中。”

苯并噻吩并非唯一可能由流星带到火星的化学物质;SAM仪器检测到的大多数其他化学物质也可能如此。实际上,这并不奇怪,因为越来越多的证据表明,太空碎石中充满了有机物。2025年《自然·天文学》上的一篇论文报告称,在小行星贝努的样本中发现了14种可用于制造蛋白质的氨基酸。1969年坠落在澳大利亚的默奇森陨石,后来被发现含有一种称为六亚甲基四胺的前生物有机分子。

如果有机基石确实是搭陨石的便车来到火星,那么它们今天的存在未必意味着有任何生命从中诞生。生命的成分可能只是降落在了这颗星球上,却从未被“烹制”成生命。另一种可能是,火星本土的化学物质与太空岩石带来的外来化学物质结合,从而产生了生命。至少,许多科学家认为地球上的情况就是如此。

“共识正在形成,即对于地球生命的起源,很可能既有地质原位制造的东西,也有陨石从外部输送来的东西,”威廉姆斯说。“很可能正是这种结合导致了生命的起源。”

更多研究即将到来。威廉姆斯和她的同事已经在盖尔陨石坑的另一个地点进行了类似的实验,目前正在处理结果。与此同时,SAM系统将搭载在欧洲空间局的罗莎琳德·富兰克林号火星车上(计划于2028年发射),以及NASA的蜻蜓号旋翼探测器上(将于2027年发射前往土星的卫星泰坦)。这些研究中是否会有任何一项能发现生命的证据尚不可知,但确实有理由保持乐观。

“我们确实在陨石上看到了生命的基石,”威廉姆斯说。“如果同类的‘种子库’在火星有水、更宜居的时期‘降落’到火星上,有没有可能这促成了生命的起源?我们不知道,但[如果]地球上是这样发生的,你就可以保持希望。”

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