自2012年以來(lái)，美國(guó)宇航局的“好奇號(hào)”火星探測(cè)器在火星表面穿越，在巖石中鉆孔采樣，并在其搭載的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行分析，試圖梳理火星存在生命的證據(jù)。

1月17日，該火星探測(cè)器項(xiàng)目的科學(xué)家在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》公布了一個(gè)有趣的關(guān)于碳的現(xiàn)象，這不一定是火星曾存在生命的證據(jù)，但十分奇怪。他們發(fā)現(xiàn)，“好奇號(hào)”探測(cè)到一些巖石的碳中含有大量的輕碳同位素。在地球上，這是古微生物存在的有力證據(jù)。

然而，考慮到這是在火星上發(fā)現(xiàn)的，研究人員不愿意輕易下結(jié)論，因此他們一直在尋找該現(xiàn)象的非生物學(xué)解釋?zhuān)ㄗ贤饩€和星際灰塵。

研究論文第一作者、美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)帕克分校生物地球化學(xué)家Christopher House說(shuō)，研究確實(shí)增加了微生物曾經(jīng)存在乃至今天仍存在于火星上的可能性。

碳以?xún)煞N穩(wěn)定的同位素形式存在：“輕”的碳—12和較“重”的碳—13。由于碳—13多了一個(gè)中子，形成的分子鍵會(huì)稍“堅(jiān)固”一些。因此，生命進(jìn)化中選擇了更易分解的碳—12。生命活動(dòng)產(chǎn)生的大多數(shù)有機(jī)分子也都富含碳—12，例如，與深海熱液噴口排放的非生物甲烷相比，來(lái)自稻田的甲烷含有更多輕碳。

研究小組觀察了“好奇號(hào)”穿越蓋爾撞擊坑(里面有古老湖泊的泥巖)時(shí)，一路上鉆取的24個(gè)不同巖石樣本。不同樣本的分析結(jié)果差異很大，其中，在6個(gè)點(diǎn)上鉆取的樣本的碳—12、碳—13含量比基于地球的參考標(biāo)準(zhǔn)高70%以上。

“這是戲劇性的發(fā)現(xiàn)。”House說(shuō)，來(lái)自山脊頂部和撞擊坑其他地形高點(diǎn)的樣本中，上述現(xiàn)象最明顯。因此，研究小組認(rèn)為，富集碳是數(shù)十億年前從大氣中沉積而來(lái)的，不是湖泊沉積物留下的。

將輕碳濃縮到如此高的水平可能需要多個(gè)步驟，研究人員對(duì)該過(guò)程進(jìn)行了推測(cè)。

一種推測(cè)是火星深處微生物以巖漿中較輕的碳為食，釋放甲烷氣體。然后，地表的其他微生物以排放的甲烷為食，進(jìn)一步提高輕碳含量，并在其死亡后將輕碳固存。

但是，火星探測(cè)器尚未發(fā)現(xiàn)古代微生物的物理痕跡。因此，研究人員認(rèn)為，火星深處的微生物也有可能是在紫外線驅(qū)動(dòng)下濃縮輕碳的。紫外線可能會(huì)分解微生物產(chǎn)生的甲烷，進(jìn)一步富集輕碳，同時(shí)產(chǎn)生甲醛等子產(chǎn)物，最終沉積在火星表面。

此外，還有可能是年輕太陽(yáng)系包括早期的火星，穿越了一個(gè)含有氣體和塵埃的星際云?？茖W(xué)家認(rèn)為這種現(xiàn)象每1億年左右會(huì)發(fā)生一次。這種星際云中含有輕碳，與“好奇號(hào)”觀測(cè)到的碳相當(dāng)。塵云可能阻擋了陽(yáng)光，使火星深度凍結(jié)、形成冰川，阻止了宇宙塵埃中的輕碳被其他碳源稀釋。House說(shuō)，上述事件發(fā)生是一個(gè)極大的巧合，且蓋爾撞擊坑沒(méi)有冰川存在的證據(jù)，但是，這種可能性不能排除。

未參與該研究的加利福尼亞大學(xué)行星科學(xué)家Mark Harrison也認(rèn)為，碳富集的確是古代生命存在的一個(gè)暗示，但是通過(guò)這種跡象判斷生命存在與否，在地球上也是存在爭(zhēng)議的，因此，不能排除非生物學(xué)的解釋。要解開(kāi)上述謎團(tuán)，需更多的探測(cè)和研究。(徐銳)

關(guān)鍵詞： 火星巖石樣本 碳 生命秘密 火星探測(cè)器 輕碳同位素