2025-09-12 05:55来源:本站
一年前,有报道称美国宇航局的“毅力号”探测器在火星的耶泽罗陨石坑发现了有机化合物,可能暗示着古代生命的存在。《科学进展》杂志上的一项新研究正在挑战这些说法虽然火星车的任务是发现生命前化学的证据,但研究人员现在表明,被认为是有机化合物的东西实际上可能是无机物质,这引发了一场关于这颗红色星球是否拥有过去生命的线索,或者生命的基石是否仍然存在于地表以下的辩论。
新的分析提出了一个问题,即毅力号火星车是否在火星上发现了有机化合物,还是它们的起源是无机的
自“毅力号”于2021年2月登陆火星以来,它花了三年时间调查耶泽洛陨石坑的地质情况。耶泽洛陨石坑是一个约28英里宽的洼地,据信曾经被水淹没。探测器携带了几个数据收集探测器和仪器,这些仪器集成在一个名为Sherloc的机械臂上(用拉曼和发光扫描可居住环境,寻找有机物和化学物质)。Sherloc使用深紫外发光和拉曼光谱法来确定耶泽罗陨石坑的地质历史。与拉曼散射相比,探测器的紫外发光检测对芳香有机物具有更高的灵敏度,可以识别更广泛的有机和无机材料。在探测器收集的任何样本中发现有机分子的痕迹,可能包含潜在的生物特征,包括古代生物物质,这将使它们成为收集和返回地球进行进一步研究的重中之重。在实验室对这些样本进行分析,将使我们对太阳系中一些最古老的潜在宜居环境有更深入的了解。
到目前为止,探测器已经在耶泽罗陨石坑底部的Máaz和Séítah地层中钻探并取样了岩石,这些岩石的年龄在23亿到26亿年之间。2022年,《科学》杂志上的一项研究报告称,这些岩石中存在橄榄石和玄武岩等火成岩物质,其分层表明它们是火山形成的,而且过去曾多次接触液态水根据2023年发表在《自然》杂志上的一项后续研究,水中改变的岩石很有可能含有有机化合物,该研究报告称,来自Sherloc的信号与许多类别的有机分子一致
这项研究建立在对火星盖尔陨石坑和火星陨石数据的观察基础上,揭示了火星上有机物质的零星分布。麻省理工学院(MIT)的行星科学家伊娃·谢勒(Eva Scheller)解释说:“我们发现,Sherloc探测到的荧光信号来自有机材料——特定的芳香(环)分子可以在Sherloc的波长范围内发出紫外线荧光。”她是三项研究的作者。这种小的芳香有机物通常存在于碳质陨石和小行星等地外物质中。卡内基大学的天体生物学家安德鲁·斯蒂尔(Andrew Steele)与谢勒(Scheller)一起研究了毅力号的数据,他解释说:“有机物质在火星表面一直可以检测到,并且与经历了水性风化的矿物质有关,并且在耶泽罗陨石坑中存在,但不是普遍存在。”
然而,在新的科学进展研究中,对这些信号的另一种解释指出,紫外线荧光铈离子主要集中在磷矿物中。麻省理工学院(MIT)的行星科学家本杰明?韦斯(Benjamin Weiss)对这项研究做出了贡献,他补充说:“大部分磷酸盐可能是在数十亿年前岩浆结晶时形成的。”化学数据中的荧光信号与磷酸盐和其他矿物质密切相关,“表明铈(III)为荧光信号提供了非常切实的解释,否则我们认为是来自芳香环”,谢勒说。Sherloc也没有报道过大分子碳的任何拉曼特征,除了在~1600cm-1处有一个单独的、模糊的拉曼特征,这个特征仍然太微弱,无法得出关于其起源的确切结论。麻省理工学院(MIT)的地理生物学家、研究小组负责人坦贾·博萨克(Tanja Bosak)也参与了这项新的分析,他说:“任何基于发光的有机物假设都应该持保留态度。”
很难确定毅力号在火星上发现了什么,原因在于在极端和不可预测的环境中使用小型移动实验室进行实验的固有困难。谢勒解释说:“很少有机会进行复制实验……当你真的去到一个未知的地方时,你总是会遇到一些你没有想到过的问题,或者在地球上没有测试的条件。”“这是非常困难的测量,主要是由于这些物质的浓度很低,因此需要一个非常敏感的仪器,并且仍然可以小型化。”这是一个悬而未决的大问题,我相信它可能有助于指导未来的航天器仪器设计。”
尽管这项研究与之前从火星车发回的化学数据中得出的结果相矛盾,“这篇论文……提出了一套更可靠的标准,可以用来从未来的观察中识别这些有机物,”韦斯说。
关于火星表面下究竟存在哪些化合物的争论正在进行中,这突显了对岩石样本进行地球分析的必要性,其中许多样本已被毅力号储存起来,以便在2030年代返回地球。