美國 NASA 好奇號火星探測車在火星首次濕化學實驗中,取得里程碑式發現 —— 探測到火星迄今最豐富多樣的有機分子陣列,包含 7 種此前從未在火星上發現的分子,這些含碳化合物正是地球生命誕生的關鍵基石。該成果已發表于《自然?通訊》期刊。
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研究團隊確認,這些保存在巖石中的有機分子,已在火星上留存約 35 億年。佛羅里達大學地質科學副教授、好奇號任務科學家艾米?威廉姆斯博士表示,此次發現意義重大,它證實即便火星輻射環境惡劣,仍有大量復雜有機物質得以完整保存,為火星宜居環境探索提供了關鍵支撐。
這一發現進一步補充了好奇號此前的有機化合物探測結果,有力印證了數十億年前火星并非如今的冰凍荒漠,而是一顆具備宜居條件的行星。NASA 噴氣推進實驗室好奇號項目科學家阿什溫?瓦薩瓦達評價,火星不僅曾經宜居,更是極度適宜生命存在的星球
此次火星首創的濕化學實驗,核心流程為探測車采集巖石樣本,將其放入化學溶液中溶解解析成分。需要明確的是,實驗并非為了判定這些分子是否為火星古代生命痕跡,也無法區分其來源是隕石撞擊輸送,還是單純地質作用形成。但行星科學家普遍認為,要最終確認火星是否存在過生命,將火星巖石樣本帶回地球研究是唯一途徑。
尋找完美探測目標
好奇號 2012 年著陸火星蓋爾隕石坑,核心任務是驗證火星是否具備宜居條件。多年來,探測車持續攀登隕石坑內的夏普山,目標直指軌道器探測到的富粘土地層。這類粘土層能完好保存有機分子,也證明遠古時期火星曾反復出現水源,水的消失與重現多次發生。
項目團隊耗時六七年,終于抵達夏普山托里登峽谷的粘土層。為讓僅有的兩個濕化學杯發揮最大價值,團隊精心選定鉆探點,并以 19 世紀英國古生物學家瑪麗?安寧命名該點位,致敬這位科研先驅。
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2020 年,好奇號在該點位鉆探含粘土礦物的砂巖樣本,粉碎后送入車載 SAM(火星樣本分析儀)。SAM 不僅能通過加熱樣本檢測礦物分解氣體,還可借助四甲基銨氫氧化物(TMAH)腐蝕性溶液,分解難以識別的大分子,解鎖隱藏的分子結構。
此次實驗首次在火星表面發現氮雜環,威廉姆斯指出,這類結構是復雜含氮分子的重要化學前體,具有極高科研價值;同時還探測到苯并噻吩,這種含碳、硫分子常見于隕石,大概率是隕石撞擊火星時遺留的物質,與為地球生命提供基礎的隕石物質同源
為驗證結果準確性,研究團隊在地球實驗室開展對照實驗:將 40 億年歷史、富含機物的默奇森隕石碎片,用 TMAH 溶液處理,最終分解出與火星樣本一致的分子,包括苯并噻吩,充分證實了探測結果的可靠性。
解答宇宙終極疑問
過去一年,好奇號還發現了火星迄今最大的有機分子,毅力號探測車也觀測到疑似古代生命痕跡的巖石特征。多項發現結合,勾勒出火星遠古時期的生動宜居圖景。瓦薩瓦達表示,有機分子的多樣性,只是火星遠古生命潛力的冰山一角
此次實驗也為太陽系外星系有機化合物探索鋪平道路。本世紀末,歐洲航天局羅莎琳德?富蘭克林號火星車、NASA 土衛六 “蜻蜓” 任務,都將搭載同類濕化學實驗設備。NASA 戈達德航天飛行中心 SAM 首席研究員查爾斯?馬萊斯平稱,在火星成功完成首次濕化學實驗是壯舉,為后續任務積累了關鍵經驗。
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普渡大學地球、大氣與行星科學教授布萊奧妮?霍根評價,火星沉積巖能保存數十億年前地表有機物質證據,意義深遠。目前雖無法斷言這些有機物由生命產生,但已積累足夠數據推進研究,而火星樣本返回地球,仍是解答 “地球之外是否存在生命” 這一終極問題的核心任務。
盡管美國國會今年 1 月取消了 NASA 與歐空局的火星樣本返回計劃,但科研團隊并未放棄。瓦薩瓦達表示,這項始于 2000 年的火星探索項目,終將以樣本返回的決定性實驗收尾,完成人類數十年的宇宙探索使命。
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