好奇号火星车发现了迄今为止在火星上检测到的最大数量的有机分子。分析揭示了在这颗红色星球上收集的岩石中存在 21 种不同的化合物，其中 7 种化合物是首次被发现。研究结果发表在科学杂志《自然通讯》上，强化了火星在遥远的过去孕育生命的可能性。
盖尔陨石坑的历史性发现
好奇号于 2012 年登陆火星的盖尔陨石坑，目的是调查这颗行星上过去生命的迹象。经过六七年的探索，火星车到达了夏普山的粘土层，这是一个名为格伦托里登的地区，那里保存了数十亿年的古老湖泊岩石和河流沉积物。在那里，好奇号在一个名为玛丽安宁的地点收集了样本，该地点以 19 世纪英国古生物学家的名字命名。
地点的选择是任务团队精心策划的。粘土层具有保存有机分子的理想特性，表明过去火星上存在水，在整个地质时期在同一位置消失和重新出现。
前所未有的化学分析方法
好奇号首次直接在火星上进行湿化学分析。火星车挖掘并粉碎岩石，将粉末状样品装入火星样品分析仪（SAM）。该设备将样品溶解在含有氢氧化四甲铵（TMAH）的溶液中，TMAH 是一种能够分解大分子并识别传统方法无法准确检测的成分的试剂。
领导这项研究的佛罗里达大学教授艾米·威廉姆斯解释了这项技术的重要性：
- 火星上首次发现含氮杂环化合物
- 在样品中鉴定出苯并噻吩分子
- 在此之前，21 个分子中的 7 个分子一直无法检测到
- TMAH 可以将复杂的结构分解为其基本组成部分
与生活街区的联系
发现的分子包括含氮杂环化合物、由碳和氮形成的环状结构，充当核酸RNA和DNA的前体。它们是所有已知生物体中遗传信息的载体。
样品中还发现了苯并噻吩，一种含有碳和硫的化合物。威廉姆斯强调，在撞击地球的陨石中也发现了同样的分子，并且可能促成了地球生命的起源。这一发现表明，数十亿年前，相同的化合物可能在火星上发挥了类似的作用。
惊人的保护
威廉姆斯表示，所发现的有机分子已在火星上保存了大约 35 亿年。这一点尤其值得注意，因为地球暴露在宇宙辐射的强烈轰击下，这种环境应该会相对较快地破坏有机化合物。
大型、复杂的分子在这种恶劣的环境中完好无损地幸存下来，这一事实强化了这样的理论：火星在其遥远的过去，拥有支持生命的必要条件。这颗行星可能拥有液态水、稠密的大气层和免受辐射的保护——这些都是生物有机体生存的基本要素。
地面实验室确认
该团队使用默奇森陨石在地球上进行了验证测试，默奇森陨石是 1969 年在澳大利亚发现的一种拥有超过 40 亿年历史的太空岩石。当使用与火星上使用的相同的 TMAH 试剂时，陨石会衰变成与玛丽安宁样品中类似的成分，包括苯并噻吩。这一结果增强了火星研究结果的可靠性。
威廉姆斯指出，数十亿年前陨石中发现的相同化合物落在了火星上，也落在了地球上。这些分子可能构成了蓝色星球上生命出现的基本组成部分。这一海洋发现提供了间接证据，表明类似的化学过程可能发生在这颗红色星球上。
对天体生物学的意义
这项研究扩展了有关火星生命起源前化学的知识，并强化了支持未来任务的论据，这些任务寻求火星上微生物生命的直接证据。火星车执行复杂的原位分析的能力为地外环境中的地质和化学研究开辟了新的可能性。
《自然通讯》上发表的结果代表了火星探索的一个里程碑，巩固了火星作为寻找外星生命的优先目标的地位。海洋探索的下一阶段应该包括对这些分子结构及其在地球上的地理分布进行更深入的研究。