火星发现有机分子：可能曾存在远古生命

北京时间6月8日消息，据国外媒体报道，NASA于美东时间6月7日下午两点（北京时间6月8日凌晨2点）举行新闻发布会，宣布了两项关于火星的重要发现：1、好奇号火星漫游车在接近火星地表处一块有30亿年历史的沉积岩中发现了有机分子，说明火星可能曾存在远古生命；2、发现火星大气中的甲烷含量存在季节性波动现象，或与现代火星生命有关。虽然不足以说明火星上一定存在生命，但对未来的火星表面和地下探索任务而言，这些发现无疑是个好兆头。

此次的两项新发现均被发表在6月8日的《科学》期刊上。

有机分子由碳氢构成，可能还包括氧、氮及其它元素。虽然通常与生命有关，但有机分子也可以通过非生物过程产生，不一定是存在生命的证据。

“火星相当于借这些新发现告诉我们：保持当前路线，继续寻找生命存在的证据。”NASA华盛顿总部科学任务理事会副行政官托马斯·祖布肯（Thomas Zurbuchen）表示，“我相信当前和未来计划开展的项目将在火星上做出更多令人惊奇的发现。”

“好奇号尚未确定这些有机分子的来源。”此次两篇论文之一的主要作者、NASA戈达德航天中心的珍妮弗·艾根布罗德（Jennifer Eigenbrode）指出，“无论火星土壤中的有机物是远古生命留下的记录、是生物的食物、还是与生命无关，都能提供与火星环境和演变过程相关的化学线索。”

虽然如今的火星表面不适宜生命存活，但有清晰证据显示，远古时期的火星气候一度让液态水可以在地表聚集、形成湖泊。而就我们所知，液态水是生命存在的必备条件。好奇号收集的数据显示，数十亿年前，盖尔撞击坑（Gale Crater）的一个湖泊中曾具备生命必需的全部物质，包括化学构件分子和能量来源等。

“火星表面暴露在宇宙辐射中。辐射和刺激性化学物质均可使有机物分解。”艾根布罗德指出，“此次能在火星宜居时期形成的沉积岩的顶端5厘米中发现远古有机分子，对我们来说是个很好的兆头。在未来任务中，我们将继续向下挖掘，借此进一步了解火星上有机分子的来源。”

“欧空局的‘火星太空生物’（ExoMars）漫游车将向下挖得更深，一直挖到地下两米。”艾根布罗德解释道，“因此有可能挖到未经受严重太空辐射的岩石。”

“火星太空生物漫游车还有可能找到现存生命。但就算找不到，光是分析有机物从地表到地下深处的变化也足以产生惊人发现。”

地球上的甲烷能够以“可燃冰”的形式存在。那火星上呢？

季节性甲烷排放

在第二篇论文中，科学家描述了近三个火星年（约六个地球年）以来、在火星大气中观察到的甲烷含量季节性波动。这一波动是由好奇号的“火星样本分析仪”（Sample Analysis at Mars）探测到的。

这些甲烷也许来自水与岩石发生的化学反应，但科学家尚未排除与生物有关的可能性。此前，科学家仅在火星大气中发现过以大规模、无规律的羽状喷流形式存在的甲烷。而此次的新发现显示，盖尔撞击坑中所含的少量甲烷会在温暖的夏季有所增加、达到峰值，然后在冬季再度下降，年年如此。

这一发现十分重要，因为它将有助于缩小甲烷可能的来源范围。地球上的甲烷主要与生物活动有关，来自湿地、农田、牲畜等等。目前还无法确认火星上的甲烷是否与生物有关。但此次发现的甲烷季节性波动也许能排除部分地质学上的解释。

“这是我们首次在对甲烷的观测中发现某种重复性现象，因此有助于我们对它的了解。”第二篇论文的主要作者、NASA喷气推进实验室的克里斯·韦布斯特（Chris Webster）指出，“这都要归功于好奇号的‘长寿’。没有它的长期服役，我们就无法发现这一季节性变化规律。”

火星大气中的甲烷一直是科学研究的热门话题。甲烷无法长时间留存在大气中。既然火星大气中始终存在甲烷，就说明一定存在持续不断的甲烷来源。考虑到地球上甲烷与生物之间的联系，科学家必须解开这个火星谜团。

好奇号自2012年降落到火星赤道处的盖尔撞击坑以来，便一直在火星大气中寻找甲烷的痕迹。结果发现，北半球冬季的甲烷含量仅略高于10亿分之0.2，到了夏季却会升至10亿分之0.6。研究团队认为，这些甲烷可能以冰的形式储存

该团队还无法确认甲烷来源，但认为可以排除掉一种解释——阳光可使火星表面陨石中的含碳分子（有机分子）分解，从而产生甲烷。韦布斯特博士指出，紫外线的季节性变化不够大，无法造成这种程度的甲烷浓度变化。

这张好奇号的低角度自拍记录了它在盖尔撞击坑夏普山（Mount Sharp）中钻取一块目标岩石样本的情景。

发现有机分子

为寻找火星土壤中的有机物，好奇号在盖尔撞击坑中的四处区域对沉积岩（又名泥岩）进行了样本钻取。这些泥岩由远古湖泊底部积聚的泥沙形成，历时数十亿年。钻取到的岩石样本由火星样本分析仪进行分析。该仪器将样本置于500摄氏度以上的烤箱中加热，从而使有机物从粉末状的岩石中释放出来。

火星样本分析仪从泥岩样本释放出的物质中检测到了小型有机分子，即难以轻易蒸发的大型有机分子的碎片。有些碎片中含有硫。艾根布罗德表示，与轮胎中加入硫以增加耐久度的原理相同，这些碎片也因为硫的存在而更加稳定持久。

结果还显示，其中有机碳的含量达百万分之十的数量级，甚至可能更多。这接近火星陨石中检测到的碳含量，约为此前在火星表面探测到的有机碳含量的100倍。此次识别出的分子包括噻吩、苯、甲苯等等，以及丙烷和丁烯等短碳链。

2013年，火星样本分析仪在盖尔撞击坑最深处的岩石中发现了一些含氯有机分子。此次新发现进一步丰富了在火星远古湖泊沉积物中发现的分子种类，也有助于解释这些分子为何得以留存至今。

此次在火星大气中发现甲烷、并在接近地表处发现远古时期保留下来的有机分子后，科学家们的信心大大加强，相信NASA的2020火星漫游车和欧空局的“火星太空生物”（ExoMars）漫游车还将在火星表面和浅层地表中发现更多有机物。

“这些发现能说明火星上存在生命吗？”NASA火星探测项目首席科学家迈克尔·梅耶（Michael Meyer）反问道，“我们还不清楚。但这些结果显示，我们正走在正确的轨道上。”

此次研究工作由NASA总部科学任务理事会的火星探测任务赞助。戈达德航天中心提供了火星样本分析仪。喷气推进实验室则负责漫游车的打造，并为科学任务理事会管理此次项目。（叶子）

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