美国宇航局证实火星陨石坑中存在具有生物潜力的复杂分子

美国宇航局的好奇号探测器在火星上发现了多种有机分子，包括科学家认为对生命起源至关重要的化合物。这一发现标志着首次在另一个星球上进行如此复杂的实验，为研究这颗红色星球的生物潜力开辟了新的视角。由佛罗里达大学地质科学教授 Amy Williams 领导的国际团队于 4 月 21 日在《自然通讯》杂志上发表了这一结果。

研究表明，火星表面可以保存可以作为古代生命证据的分子。然而，该实验并不能确定这些有机化合物是否源自火星上的过去生命、自然地质过程或数十亿年来撞击地球的陨石。

发现了 20 多种不同的化合物

该实验在盖尔陨石坑内格伦托里登地区收集的样本中鉴定出了 20 多种不同的化学物质。最重要的发现之一是一种含氮分子，其结构类似于参与 DNA 形成的化合物，以前从未在火星上检测到过。这一发现强化了这样的假设：在遥远的过去，地球可能拥有生物发展的有利条件。

火星车还发现了苯并噻吩，这是一种具有两个相连环的大型含硫分子，通常由陨石带到行星上。根据威廉姆斯的说法，陨石落在火星上的物质与落在地球上的物质相同，可能为我们星球上的生命提供了基本元素。

“我们相信我们正在研究火星上保存了 35 亿年的有机物质，”帮助开展该实验的威廉姆斯解释道。 “有证据表明古代有机物被保存下来非常有用，因为这是评估环境宜居性的一种方法。”

创新方法使用化学物质TMAH

该分析是使用好奇号上的 SAM（火星样品分析）仪器套件进行的。科学家们使用一种名为 TMAH 的化学物质将较大的有机分子分解成较小的碎片，然后可以通过现有的仪器进行检查。在这次任务之前，这种方法从未在其他星球上进行过测试。

主要挑战在于资源有限。好奇号仅携带约两杯TMAH，需要研究人员仔细计划实验并选择最有希望收集样本的位置。之所以选择格伦托里登地区，是因为这里富含数十亿年前在水的存在下形成的粘土矿物。

Jennifer Eigenbrode 博士是 NASA 戈达德太空飞行中心的天体生物学家，也是该研究的合著者，领导着负责 SAM 仪器的团队。自好奇号于 2012 年 8 月抵达火星以来，这些设备为任务中关于火星化学、大气和潜在宜居性的许多关键发现做出了贡献。

盖尔陨石坑的古老条件有利于保护

盖尔陨石坑被选为着陆点正是因为它显示出曾经是湖床的证据。这一地质特征表明该地区拥有丰富的液态水，这是众所周知的生命的基本要素。该实验于 2020 年在 Glen Torridon 地区进行，该地区的粘土矿物是在有水的情况下形成的，并且仍然保留着这些特征。

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粘土在地质时期捕获和保存有机物方面特别有效。这一特性使这些矿藏成为研究古代有机化合物的理想地点。科学家们的策略基于这些已知的化学和地质特性，最大限度地提高发现和保存古代分子证据的机会。

向 19 世纪英国古生物学家致敬的《玛丽·安宁》中拍摄的好奇号自拍照记录了实验进行的地点。该图像象征着现代火星探索中所采用的技术和科学复杂性。

后续步骤以及对未来任务的影响

这种实验方法的成功正在塑造未来火星和其他天体的探索计划。未来的任务，包括计划前往火星的罗莎琳德·富兰克林漫游车和瞄准土星卫星泰坦的蜻蜓任务，预计将进行类似的基于TMAH的实验，以寻找复杂的有机化合物。

威廉姆斯在分析这一发现的科学影响时重申：“我们现在知道，火星浅层地下保存有大型复杂有机化合物，这对于保存可能作为生命指标的大型复杂有机化合物非常有希望。”

• 已识别的分子：20多种不同的化合物
• 主要亮点：与DNA结构相似的含氮分子
• 保存期限：约35亿年
• 实验地点：格伦托里登，盖尔陨石坑
• 使用方法：TMAH 用于有机分子的裂解
• 未来的任务受益：罗莎琳德·富兰克林和蜻蜓

限制和后续确认步骤

尽管结果很重要，但值得注意的是，尚未获得火星上过去存在生命的明确证据。检测到的有机化合物可能源自自然地质过程、陨石或可能灭绝的微生物。为了确认火星上存在过去生命的任何真实证据，科学家需要将火星岩石样本带回地球，以便在专门实验室进行详细研究。

好奇号于 2012 年抵达火星，最初的任务是调查这颗行星是否曾经拥有适合微生物生命的条件。毅力号是其于 2021 年登陆的继任者，其重点是寻找更直接的古代生命迹象，用更先进的技术和仪器补充好奇号的发现。

好奇号的运营由美国宇航局喷气推进实验室管理，该实验室负责协调好奇号的所有科学和技术活动。这项研究代表了来自不同国家的大学、航天机构和研究机构的国际合作，增强了火星科学探索的全球性。