美國太空總署的好奇號探測器在火星上發現了多種有機分子，包括科學家認為對生命起源至關重要的化合物。這項發現標誌著首次在另一個星球上進行如此複雜的實驗，為研究這顆紅色星球的生物潛力開闢了新的視角。由佛羅裡達大學地質科學教授 Amy Williams 領導的國際團隊於 4 月 21 日在《自然通訊》雜誌上發表了這項結果。
研究表明，火星表面可以保存可以作為古代生命證據的分子。然而，該實驗並不能確定這些有機化合物是否源自火星上的過去生命、自然地質過程或數十億年來撞擊地球的隕石。
發現了 20 多種不同的化合物
該實驗在蓋爾隕石坑內格倫托里登地區收集的樣本中鑑定出了 20 多種不同的化學物質。最重要的發現之一是一種含氮分子，其結構類似於參與 DNA 形成的化合物，以前從未在火星上檢測到。這項發現強化了這樣的假設：在遙遠的過去，地球可能擁有生物發展的有利條件。
火星車還發現了苯並噻吩，這是一種具有兩個相連環的大型含硫分子，通常由隕石帶到行星上。根據威廉斯的說法，隕石落在火星上的物質與落在地球上的物質相同，可能為我們星球上的生命提供了基本元素。
「我們相信我們正在研究火星上保存了 35 億年的有機物質，」幫助進行該實驗的威廉斯解釋道。 “有證據表明古代有機物被保存下來非常有用，因為這是評估環境宜居性的一種方法。”
創新方法使用化學物質TMAH
此分析是使用好奇號上的 SAM（火星樣品分析）儀器套件進行的。科學家使用一種名為 TMAH 的化學物質將較大的有機分子分解成較小的碎片，然後可以透過現有的儀器進行檢查。在這次任務之前，這種方法從未在其他星球上進行過測試。
主要挑戰在於資源有限。好奇號只攜帶約兩杯TMAH，需要研究人員仔細規劃實驗並選擇最有希望收集樣本的位置。之所以選擇格倫托里登地區，是因為這裡富含數十億年前在水的存在下形成的黏土礦物。
Jennifer Eigenbrode 博士是 NASA 戈達德太空飛行中心的天體生物學家，也是研究的合著者，領導著負責 SAM 儀器的團隊。自從好奇號於 2012 年 8 月抵達火星以來，這些設備為任務中關於火星化學、大氣和潛在宜居性的許多關鍵發現做出了貢獻。
蓋爾隕石坑的古老條件有利於保護
蓋爾隕石坑被選為著陸點正是因為它顯示出曾經是湖床的證據。這一地質特徵表明該地區擁有豐富的液態水，這是眾所周知的生命的基本要素。該實驗於 2020 年在 Glen Torridon 地區進行，該地區的粘土礦物是在有水的情況下形成的，並且仍然保留這些特徵。
粘土在地質時期捕獲和保存有機物方面特別有效。這一特性使這些礦藏成為研究古代有機化合物的理想地點。科學家的策略是基於這些已知的化學和地質特性，最大限度地提高發現和保存古代分子證據的機會。
向 19 世紀英國古生物學家致敬的《瑪麗·安寧》中拍攝的好奇號自拍照記錄了實驗進行的地點。該圖像象徵著現代火星探索中所採用的技術和科學複雜性。
後續步驟以及對未來任務的影響
這種實驗方法的成功正在塑造未來火星和其他天體的探索計畫。未來的任務，包括計劃前往火星的羅莎琳德·富蘭克林漫遊車和瞄準土星衛星泰坦的蜻蜓任務，預計將進行類似的基於TMAH的實驗，以尋找複雜的有機化合物。
威廉斯在分析這一發現的科學影響時重申：“我們現在知道，火星淺層地下保存有大型複雜有機化合物，這對於保存可能作為生命指標的大型複雜有機化合物非常有希望。”
- 已識別的分子：20多種不同的化合物
- 主要亮點：與DNA結構相似的含氮分子
- 保質期：約35億年
- 實驗地點：格倫托里登，蓋爾隕石坑
- 使用方法：TMAH 用於有機分子的裂解
- 未來的任務受益：羅莎琳德·富蘭克林和蜻蜓
限制和後續確認步驟
儘管結果很重要，但值得注意的是，尚未獲得火星上過去存在生命的明確證據。檢測到的有機化合物可能源自自然地質過程、隕石或可能滅絕的微生物。為了確認火星上存在過去生命的任何真實證據，科學家需要將火星岩石樣本帶回地球，以便在專門實驗室進行詳細研究。
好奇號於 2012 年抵達火星，最初的任務是調查這顆行星是否曾經擁有適合微生物生命的條件。毅力號是其於 2021 年登陸的繼任者，其重點是尋找更直接的古代生命跡象，用更先進的技術和儀器補充好奇號的發現。
好奇號的運作由美國太空總署噴射推進實驗室管理，該實驗室負責協調好奇號的所有科學和技術活動。這項研究代表了來自不同國家的大學、航太機構和研究機構的國際合作，增強了火星科學探索的全球性。