2025年9月，NASA宣布毅力號(hào)火星車發(fā)現(xiàn)了一種潛在的“生物標(biāo)志物”，也就是可能具有生物成因的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)。

毅力號(hào)火星車正利用其機(jī)械臂上的SHERLOC儀器對(duì)一塊名為“切亞瓦瀑布”的巖石進(jìn)行探測(cè)。

圖源：NASA / JPL-Caltech

如今，一篇發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）的最新論文，為這一發(fā)現(xiàn)提供了更為確鑿的證據(jù)：研究團(tuán)隊(duì)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(cè)到了有機(jī)碳生命的基本組成單元，并對(duì)這些有機(jī)質(zhì)的性質(zhì)做出了更詳細(xì)的刻畫。

這項(xiàng)研究由行星科學(xué)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(xué)家凱爾·烏克特（Kyle Uckert）共同領(lǐng)銜完成。

用激光“透視”火星巖石

研究團(tuán)隊(duì)使用安裝在毅力號(hào)機(jī)械臂上的SHERLOC儀器（全稱為“使用拉曼和發(fā)光技術(shù)掃描可居住的環(huán)境中的有機(jī)物和化學(xué)物”），對(duì)杰澤羅撞擊坑“亮天使”地層的多塊巖石進(jìn)行了拉曼光譜分析，并重點(diǎn)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(cè)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(jī)化合物的分布圖譜，而無需破壞樣品本身。

探測(cè)到大分子碳

分析結(jié)果顯示，巖石中存在大分子碳（macromolecular carbon，簡(jiǎn)稱MMC），這是一種由碳原子交織形成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，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(zhì)化學(xué)作用，僅憑SHERLOC儀器本身無法判斷其具體來源。

數(shù)十億年前，一條河流曾攜帶水與泥沙注入杰澤羅撞擊坑。細(xì)小的沉積物逐漸沉降、堆積，最終硬化形成了研究團(tuán)隊(duì)此次分析的泥巖。研究發(fā)現(xiàn)，MMC不僅與這些原生細(xì)粒沉積物有關(guān)，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(guān)聯(lián)，這意味著有機(jī)質(zhì)的“落戶”過程，可能并非一次性完成，而是跨越了地質(zhì)歷史中的多個(gè)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(jī)制，但這依然是迄今為止最令人振奮的發(fā)現(xiàn)之一。”——阿什利·墨菲

埋藏極淺，卻歷經(jīng)數(shù)十億年風(fēng)霜

更值得關(guān)注的是，這些有機(jī)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(cè)到的埋藏最淺的大分子碳記錄。

在火星這樣嚴(yán)酷的環(huán)境中，紫外線輻射與化學(xué)氧化劑通常會(huì)迅速破壞有機(jī)分子，能在如此接近地表的位置發(fā)現(xiàn)復(fù)雜有機(jī)物，實(shí)屬難得。

“火星地表環(huán)境中存在輻射和化學(xué)氧化劑，對(duì)有機(jī)物具有很強(qiáng)的破壞性。地球?qū)嶒?yàn)室的模擬實(shí)驗(yàn)表明，有機(jī)物在類火星環(huán)境（尤其是在地表附近）中能存活多久，取決于有機(jī)分子本身的種類以及周圍礦物的保護(hù)作用。‘亮天使’泥巖中探測(cè)到的大分子碳，要么本身具有較強(qiáng)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(zhì)有效遮蔽和保護(hù)了下來。”——阿什利·墨菲

古代火星或曾“遍地有機(jī)質(zhì)”

此次采樣地點(diǎn)距離好奇號(hào)火星車此前在蓋爾撞擊坑（Gale crater）發(fā)現(xiàn)有機(jī)物的地點(diǎn)超過3200多公里。

“這對(duì)火星的宜居性研究是一個(gè)鼓舞人心的信號(hào)。這說明數(shù)十億年前，有機(jī)質(zhì)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(tǒng)中廣泛分布。”——阿什利·墨菲

生命還是地質(zhì)？答案在地球?qū)嶒?yàn)室

無論是杰澤羅撞擊坑的毅力號(hào)，還是蓋爾撞擊坑的好奇號(hào)，目前都沒有攜帶足夠強(qiáng)大、且高耗能的分析設(shè)備，來判斷“亮天使”地層中是否存在微生物化石。毅力號(hào)的設(shè)計(jì)初衷，正是為了探測(cè)像切亞瓦瀑布巖石中這類潛在的生物標(biāo)志物，墨菲將此稱為“火星科學(xué)的一次重大勝利”。但要真正確認(rèn)這背后是生命過程還是純粹的地質(zhì)化學(xué)作用，仍需要地球?qū)嶒?yàn)室中更為強(qiáng)大的分析工具。

如果未來能夠獲得來自這一地點(diǎn)的返回樣本，研究團(tuán)隊(duì)希望利用更高分辨率、更高靈敏度的儀器，對(duì)其中的礦物與有機(jī)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(guān)于火星有機(jī)質(zhì)演化的更多信息。

目前，墨菲仍在與SHERLOC科研團(tuán)隊(duì)一同持續(xù)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(duì)火星車傳回?cái)?shù)據(jù)的解讀能力。