摘要:在人类探索宇宙的漫漫征程中,火星一直是备受瞩目的焦点。这颗红色星球承载着我们对于外星生命的无限遐想与期待。2025年9月16日,美国宇航局(NASA)的一则“突破性发现”,如同一颗重磅炸弹,在全球科学界乃至普通民众中激起千层浪——其“毅力号”(Persever
在人类探索宇宙的漫漫征程中,火星一直是备受瞩目的焦点。这颗红色星球承载着我们对于外星生命的无限遐想与期待。2025年9月16日,美国宇航局(NASA)的一则“突破性发现”,如同一颗重磅炸弹,在全球科学界乃至普通民众中激起千层浪——其“毅力号”(Perseverance)火星车在火星上采集的岩芯样本,为火星生命的搜寻提供了极具说服力的新证据。
“毅力号”的重大发现
2021年2月,“毅力号”肩负着探索火星的使命,成功着陆在火星北半球的杰泽罗陨石坑(Jezero Crater)。这个陨石坑可不简单,它曾经是一个古老的湖盆,在数十亿年前,这里或许有着碧波荡漾的湖泊,奔腾不息的河流,是火星上最有可能存在生命的区域之一。
2024年7月,“毅力号”在名为“蓝宝石峡谷”(Sapphire Canyon)的区域钻取了泥岩岩芯样本。这个样本来自一个叫“谢瓦亚瀑布”(Chevaya Falls)的岩石,它位于内雷特瓦谷(Neretva Vallis),这是一条宽约400米的古老河道,曾经为杰泽罗撞击坑的湖泊输送水源,有着35亿多年的历史。
纽约州立大学石溪分校(SBU)的乔尔·A·胡罗维茨(Joel A. Hurowitz)作为该研究的主要作者,在细粒泥岩中发现了不寻常的特征。其中,非正式地被称为“豹斑”的圆形反应前沿,以及嵌入层状沉积物中的小结节格外引人关注。“毅力号”上搭载的SHERLOC和PIXL仪器对样本进行分析后,绘制出有机碳、磷酸盐、铁和硫的分布图,这些元素以独特的重复模式排列。
两种矿物质在分析中尤为突出:蓝铁矿(vivianite)和胶黄铁矿(greigite)。蓝铁矿是一种磷酸铁,胶黄铁矿是一种硫化铁,它们通常与缺氧环境中铁和硫的循环有关。而且,这些特征出现在由水沉积形成的岩石中,而非火山熔岩,这表明其形成环境与水有着密切关系。火星上的该地点位于“明亮天使”(Bright Angel)的一系列露头中,保留了与泥土沉积后缓慢变化相符的层理和纹理,进一步说明其形成过程相对温和。
地球与火星的神秘“呼应”
在地球上,蓝铁矿和胶黄铁矿的形成往往与微生物活动紧密相连。蓝铁矿通常在微生物还原富水沉积物中的铁并捕获磷时形成,会出现蓝绿色的结节,实验室和野外工作都已证明,蓝铁矿可以通过细胞外电子转移的生物学过程产生。而胶黄铁矿经常出现在硫酸盐还原菌在缺氧泥土中驱动化学反应的地方,在受控实验中,胶黄铁矿只在有活体生物存在的装置中,经过数月培养才会被检测到。
这块火星岩石显示出富含蓝铁矿的边缘,围绕着富含胶黄铁矿的小核心,这种同心圆模式与地球某些沉积物中观察到的电子转移反应序列相匹配。这一系列相似之处,不禁让人浮想联翩:难道火星上真的存在过生命,而且其生命活动与地球上的微生物有着相似的化学过程?
是生命证据,还是另有隐情?
尽管这一发现令人兴奋不已,但科学家们依然保持着严谨的态度。他们强调,这些都只是潜在的生物印记,而非确凿的生命证据。一个潜在的生物印记是一种可能具有生物起源的特征,但仍需要更多数据来排除非生物来源。
NASA要求任务团队和公众遵循“生命探测置信度”(Confidence of Life Detection,简称CoLD)分级标准,鼓励分阶段地提出主张并进行独立验证。目前,“明亮天使”的发现仅仅处于这个阶梯的早期。虽然它通过了几个必要步骤,但仍有待实验室进行更苛刻的测试。毕竟,有机化合物也可能通过陨石抵达火星,或者在没有生物的情况下形成。
美国宇航局科学任务理事会副局长尼基·福克斯(Nicky Fox)强调,这只是一种潜在的生物印记,而不是生命的证明。胡罗维茨也表示:“我们不能声称这超过一个潜在的生物印记。”其他官员也纷纷强调了风险和局限性。不过,NASA代理局长肖恩·达菲(Sean Duffy)也补充道:“这很可能就是我们迄今为止在火星上发现的最清晰的生命迹象。”这种谨慎的态度,正是科学在面对如此重大问题时,避免虚假警报的方式。
对火星宜居性的深远启示
如果蓝铁矿和胶黄铁矿真的是通过类似微生物的新陈代谢形成的,那么“明亮天使”记录了火星表层水体支持与当今某些细胞用于获取能量的相同化学策略的时期。这将把火星的宜居性延伸到杰泽罗撞击坑这部分区域仍然湿润的时期,意味着火星在遥远的过去,很可能存在着适宜生命生存的环境。
退一步讲,如果这些模式是由非生物路径形成的,这块岩石仍然记录了火星泥土中铁、硫和磷的氧化还原组织,为研究这颗行星如何在没有生物的情况下循环关键元素提供了一扇窗。无论结果如何,这两种情况对我们理解火星的演化都至关重要。火星不仅仅是变干了,它的化学成分也随着时间而改变,而这些样本让研究人员得以逐层追踪这种变化。
火星生命搜寻仍在继续
目前,科学家们已经列出了地球上的实验室实验和实地类比,以测试非生物反应是否能重现这些纹理和矿物质组合。他们还指出,需要将样本送回地球上的洁净实验室进行分析,其中包括对生物学有倾向性影响的同位素比率。样本返回计划将决定这些测试的速度。
与此同时,“毅力号”可以继续绘制这些特征的聚集位置,以及它们与附近其他岩石单元的关系。PIXL和SHERLOC已经显示出足够的灵敏度来指导这项搜寻,元素图谱和拉曼探测的结合提供了一个一致的画面,可以应用于其他露头。随着新目标的记录,CoLD框架将有助于在不超越数据的情况下传达进展。
此次研究成果发表在《自然》(Nature)杂志上,引发了全球科学界的广泛关注和讨论。欧洲空间局ExoMars团队强调,有机碳与磷的共存是生命基本构件的重要标志;中国天问一号科学团队则建议对比乌托邦平原的探测数据,以构建更完整的火星生命演化图景。
火星,这颗神秘的红色星球,似乎正在逐渐揭开它那隐藏数十亿年的面纱。虽然我们还不能确凿地证明火星上存在过生命,但“毅力号”的这一发现无疑让我们离真相更近了一步。未来,随着样本返回计划的推进,以及更多火星探测任务的开展,或许在不久的将来,我们就能真正解开火星生命之谜,知晓人类在宇宙中是否真的孤独。
来源:小鱼的科学讲堂