火星上是否曾存在生命?美國國家航空航天局(NASA)“毅力號”火星車的最新發(fā)現(xiàn),讓這個問題再次成為焦點。去年7月,“毅力號”在火星杰澤羅隕石坑西側的內(nèi)雷特瓦峽谷中,發(fā)現(xiàn)了一處被稱為“光明天使”的巖層,并采集了綽號為“切亞瓦瀑布”的獨特巖石樣本。在日前發(fā)表于《自然》的論文中,科學家首次提出,這些巖石可能記錄了35億年前火星微生物的活動痕跡!斑@是我們迄今距離‘在火星上發(fā)現(xiàn)生命’最近的一次!闭撐牡谝蛔髡、美國紐約州立大學石溪分校地質(zhì)學家喬爾·胡羅維茨在新聞發(fā)布會上說。
這并非科學家首次聲稱發(fā)現(xiàn)火星上可能存在生命的跡象。這顆紅色星球的秘密,始終牽引著人類的想象。對火星的一次次探索之旅,或許將刷新人類對宇宙生命奧秘的認識。
“潛在生命信號”有待確認
“毅力號”著陸的杰澤羅隕石坑在30多億年前曾是一個具備潛在宜居條件的河流—湖泊系統(tǒng),河流匯入此地形成廣闊的三角洲。經(jīng)過3年半、約29公里的探測行程,探測器最終在內(nèi)雷特瓦峽谷的“光明天使”巖層鎖定了目標。
據(jù)美國《國家地理》雜志報道,內(nèi)雷特瓦峽谷曾經(jīng)是一條河谷。隨著時間推移,水從那里消失,留下如今“毅力號”分析的泥巖!肮饷魈焓埂睅r層中的巖石可能是在火星表面仍有水流動的時期,于湖泊或河流底部沉積而成。
在“光明天使”巖層中,“毅力號”發(fā)現(xiàn)了嵌在紅色泥巖中的綠色小點,科學家稱之為“罌粟籽”。這些小點中含有一種富磷鐵礦物,即藍鐵礦。
“切亞瓦瀑布”巖石中含有被稱為“豹紋斑點”的微小環(huán)狀結構。結果顯示,這些“斑點”的外緣由深色含磷鐵礦物構成,內(nèi)層則由一種名為磁黃鐵礦的含硫鐵礦物組成。
在氧化還原反應中,有機物會向泥巖中的鐵轉移電子,從而生成藍鐵礦和磁黃鐵礦。在地球上,微生物正是通過類似的化學反應獲取能量:它們分解有機物,將電子轉移給礦物,釋放能量,并在過程中留下特定礦物作為副產(chǎn)物。這類似于人類通過進食獲取能量,并在體內(nèi)留下代謝產(chǎn)物。
論文第二作者、美國得克薩斯農(nóng)工大學地質(zhì)學家邁克爾·泰斯表示,如果這些礦物是在類似條件下形成的,它們就可能是古老微生物代謝活動留下的痕跡,為火星曾經(jīng)存在生命提供了線索。
不過,該研究團隊并未將這些“罌粟籽”和“豹紋斑點”稱為“生命跡象”,而是更傾向于使用更為謹慎的“潛在生命信號”這一標簽。
中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所研究員殷宗軍在接受科技日報記者采訪時說,生命信號直接的排他性證據(jù)包括生物活體、實體化石、遺跡化石、生物分子標志物等,間接的非排他性證據(jù)包括與生命活動有關的有機質(zhì)、生物礦物、新陳代謝導致的元素富集或者同位素分餾信號等。目前,不排除還有一些能產(chǎn)生該種礦物組合的非生命過程曾經(jīng)在采樣環(huán)境中發(fā)生過。
國際航天專家雨廣告訴記者,當前,NASA科學家發(fā)現(xiàn)的樣本屬于間接性證據(jù),盡管他們在樣本中發(fā)現(xiàn)有機碳與含鐵化合物共生,這可能與生命活動有關,但并不能直接證明火星存在生命。
德國馬克斯·普朗克太陽系研究所物理學家克里斯蒂安·施羅德也認為,這是第一次在火星上觀察到與生物成因相符的化學過程,但尚不能構成確鑿證據(jù)。
火星樣本返回是關鍵
要證明一種生命跡象確實存在,是一項艱巨的科學任務。這需要來自不同儀器的多重證據(jù)鏈相互印證,并對地質(zhì)背景進行更為徹底的研究。只有經(jīng)過充分的驗證和辯論,才能得出突破性結論!罢^‘非凡的結論需要非凡的證據(jù)’!币笞谲娬f。
首要問題是,非生物過程能否產(chǎn)生相同的結果?在沒有生命的情況下,也可能發(fā)生相同的氧化還原反應并生成類似副產(chǎn)物,但前提是要有高溫。理論上,火山噴發(fā)可能造成這種情況。但研究人員認為,這一地區(qū)當時的溫度并不夠高。
“如果將泥巖和有機物加熱,確實可能形成這些礦物。”胡羅維茨說,“但我們目前使用的所有探測工具尚未發(fā)現(xiàn)表明這些巖石經(jīng)歷過那種高溫的跡象。”
泰斯認為,如果是熔巖流造成“豹紋斑點”出現(xiàn),它們只會出現(xiàn)在一個巖層中,而不是樣本的多個層面。
科學家們認為,要確定這些“罌粟籽”和“豹紋斑點”是否確由古代微生物形成,必須將樣本帶回地球,用更先進的實驗設備進行深入研究。
雨廣說,火星樣本返回是關鍵一步。他說:“由于火星、金星這樣的大天體存在強烈地質(zhì)構造運動,早期的很多痕跡會被抹去,因此很難找到生命存在的直接證據(jù)。而對于間接證據(jù),只有將樣本帶回地球,利用更精密的實驗室儀器分析,才能得到更確定的結論!
胡羅維茨說,為排除其他解釋,科學家還需在地球上尋找與古代火星類似的環(huán)境,比如湖底、河口或其他巖石長期浸泡在水中的區(qū)域,確認是否會在無生命參與的情況下發(fā)生類似反應。
多國掀起火星探索熱潮
回顧人類對火星的探索史,“勇氣號”火星車曾在古謝夫隕擊坑發(fā)現(xiàn)古代溫泉環(huán)境的證據(jù),而“好奇號”火星車也在蓋爾隕石坑的泥巖中探測到有機化合物。這些發(fā)現(xiàn)為火星可能存在生命提供了初步線索。
施羅德認為,此次“毅力號”發(fā)現(xiàn)的氧化還原反應特征,比以往的環(huán)境線索更接近生命活動的直接證據(jù)。這意味著,科學家不再只是看到“適合生命存在”的環(huán)境,而可能看到了“生命曾經(jīng)改變環(huán)境”的化學印記。
在中國,火星探測的任務穩(wěn)步推進。雨廣介紹,我國“天問一號”與“祝融號”成功著陸的烏托邦平原,被認為是火星古海洋或湖泊的遺跡,是尋找生命痕跡的絕佳場所。目前,中國正在規(guī)劃“天問三號”火星采樣返回任務,核心目標是將火星樣本帶回地球,進一步分析其中潛在的生命特征。
歐洲空間局的“羅莎琳德·富蘭克林號”也將加入火星探索序列,它計劃于2028年發(fā)射。
“帶回火星樣本面臨巨大的工程挑戰(zhàn)!庇陱V說,“我國在火星探測領域已達到國際先進水平,是僅有的兩個實現(xiàn)火星著陸和巡視探測的國家之一。”
當前,人類正在從多個維度逼近“火星生命之謎”的真相。這條探索之路雖然漫長,但每一塊被分析的巖石,每一次被規(guī)劃的采樣返回任務,都在為最終解答“我們在宇宙中是否獨一無二”這一終極問題積累著關鍵證據(jù)。
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