北京
2025年9月，NASA宣布毅力號火星車發現了一種潛在的“生物標志物”，也就是可能具有生物成因的物質或結構。
毅力號火星車正利用其機械臂上的SHERLOC儀器對一塊名為“切亞瓦瀑布”的巖石進行探測。
圖源：NASA / JPL-Caltech
如今，一篇發表于《科學進展》（Science Advances）的最新論文，為這一發現提供了更為確鑿的證據：研究團隊在杰澤羅撞擊坑（Jezero crater）“亮天使”（Bright Angel）地層的兩塊巖石中，明確探測到了有機碳生命的基本組成單元，并對這些有機質的性質做出了更詳細的刻畫。
這項研究由行星科學研究所（Planetary Science Institute）博士后研究員阿什利·墨菲（Ashley Murphy）與SHERLOC儀器副首席科學家凱爾·烏克特（Kyle Uckert）共同領銜完成。
用激光“透視”火星巖石
研究團隊使用安裝在毅力號機械臂上的SHERLOC儀器（全稱為“使用拉曼和發光技術掃描可居住的環境中的有機物和化學物”），對杰澤羅撞擊坑“亮天使”地層的多塊巖石進行了拉曼光譜分析，并重點采集了其中一塊名為“切亞瓦瀑布”（Cheyava Falls）的巖石樣本。
SHERLOC儀器是一種非破壞性的檢測手段：用激光照射巖石表面，通過分析散射光的特征，就能繪制出巖石中礦物與有機化合物的分布圖譜，而無需破壞樣品本身。
探測到大分子碳
分析結果顯示，巖石中存在大分子碳（macromolecular carbon，簡稱MMC），這是一種由碳原子交織形成的復雜網絡結構，在地球巖石和隕石中都很常見。需要指出的是，MMC既可能來自生物過程，也可能源于非生物的地質化學作用，僅憑SHERLOC儀器本身無法判斷其具體來源。
數十億年前，一條河流曾攜帶水與泥沙注入杰澤羅撞擊坑。細小的沉積物逐漸沉降、堆積，最終硬化形成了研究團隊此次分析的泥巖。研究發現，MMC不僅與這些原生細粒沉積物有關，還與后期水巖相互作用中形成的碳酸鹽、硫酸鹽礦物存在關聯，這意味著有機質的“落戶”過程，可能并非一次性完成，而是跨越了地質歷史中的多個階段。
“雖然我們目前還無法確定‘亮天使’泥巖中大分子碳的具體形成機制，但這依然是迄今為止最令人振奮的發現之一。”——阿什利·墨菲
埋藏極淺，卻歷經數十億年風霜
更值得關注的是，這些有機碳被保存在火星表面之下僅幾微米處，比一張紙的厚度還要薄，這是目前在火星上探測到的埋藏最淺的大分子碳記錄。
在火星這樣嚴酷的環境中，紫外線輻射與化學氧化劑通常會迅速破壞有機分子，能在如此接近地表的位置發現復雜有機物，實屬難得。
“火星地表環境中存在輻射和化學氧化劑，對有機物具有很強的破壞性。地球實驗室的模擬實驗表明，有機物在類火星環境（尤其是在地表附近）中能存活多久，取決于有機分子本身的種類以及周圍礦物的保護作用。‘亮天使’泥巖中探測到的大分子碳，要么本身具有較強的抗降解能力，要么是被黏土礦物或富鐵的火星塵土等物質有效遮蔽和保護了下來。”——阿什利·墨菲
古代火星或曾“遍地有機質”
此次采樣地點距離好奇號火星車此前在蓋爾撞擊坑（Gale crater）發現有機物的地點超過3200多公里。
“這對火星的宜居性研究是一個鼓舞人心的信號。這說明數十億年前，有機質可能并不只是局部零星存在，而是在火星古老的湖泊與河流系統中廣泛分布。”——阿什利·墨菲
生命還是地質？答案在地球實驗室
無論是杰澤羅撞擊坑的毅力號，還是蓋爾撞擊坑的好奇號，目前都沒有攜帶足夠強大、且高耗能的分析設備，來判斷“亮天使”地層中是否存在微生物化石。毅力號的設計初衷，正是為了探測像切亞瓦瀑布巖石中這類潛在的生物標志物，墨菲將此稱為“火星科學的一次重大勝利”。但要真正確認這背后是生命過程還是純粹的地質化學作用，仍需要地球實驗室中更為強大的分析工具。
如果未來能夠獲得來自這一地點的返回樣本，研究團隊希望利用更高分辨率、更高靈敏度的儀器，對其中的礦物與有機成分展開更深入的分析，從而揭示這些大分子碳的真正來源，以及它們所能透露出的關于火星有機質演化的更多信息。
目前，墨菲仍在與SHERLOC科研團隊一同持續探索火星表面，并通過火星類比研究與拉曼光譜分析，不斷提升對火星車傳回數據的解讀能力。
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