火星车分析沉积物样本，揭示了可能有远古生命的存在

在寻找地球以外的生命的过程中，美国宇航局的好奇号火星车已经执行了近十年的任务，以确定火星是否曾经适合生物居住。

对火星车采集的沉积物样本进行的一项新分析揭示了碳的存在——而这颗红色星球上可能存在的古代生命只是解释为什么可能存在碳的一个可能的解释。

碳是地球上所有生命的基础，碳循环是碳原子循环的自然过程。在我们的地球上，碳原子在从大气到地面再返回大气的过程中经历了一个循环。根据NOAA或美国国家海洋和大气管理局（National Oceancial and Atmospheric Administration）的数据，我们的碳大部分存在于岩石和沉积物中，其余则存在于全球海洋、大气和生物体中。

这就是为什么碳原子——及其循环——是地球上生物活动的示踪剂。因此，他们可以用来帮助研究人员确定古火星上是否存在生命。

当这些原子在另一种物质（如火星沉积物）中被测量时，它们可以揭示行星的碳循环，不管它发生在什么时候都可以被测量到。

周一，一项详细阐述这些发现的研究发表在《美国国家科学院院刊》上。

沉积物中的秘密

好奇号于2012年8月降落在火星上的盖尔陨石坑。这座96英里（154.5公里）的陨石坑以澳大利亚天文学家沃尔特·F·盖尔的名字命名，可能是35亿到38亿年前的一次流星撞击形成的。这个大洞很可能曾经有一个湖，现在它包括了一座叫作夏普山的山。火山口还包括几层裸露的古代岩石。

为了更仔细地观察，探测车在2012年8月至2021年7月之间收集了穿过火山口的沉积物样品。好奇号随后将这24个粉末样品加热到约1562华氏度（850摄氏度）以分离元素。这导致样本释放出甲烷，然后由月球车测量仪中的另一台仪器进行分析，以显示稳定碳同位素或碳原子的存在。

一些样品的碳含量减少，而另一些样品的碳含量增加。碳有两种稳定同位素，以碳12或碳13的形式测量。

该研究的主要作者、宾夕法尼亚州立大学地球科学教授克里斯托弗·豪斯（Christopher H.House）在一份声明中说：“碳13极度贫乏的样本有点像从27亿年前的沉积物中采集的澳大利亚样本。”。

“这些样本是由古代微生物毯消耗甲烷时的生物活动造成的，但我们不一定要说火星上的甲烷，因为火星可能是由与地球不同的材料和过程形成的。”

在地球上的湖泊中，微生物喜欢在大的群体中生长，这些群体基本上在水面下形成垫子。

三种可能的碳来源

对这些碳原子的不同测量结果可能表明古代火星有三种截然不同的情况。碳的来源可能是由于宇宙尘埃、二氧化碳的紫外线降解或生物产生的甲烷的紫外线降解。

研究人员称：“这三种情况都是非常规的，不同于地球上常见的过程。”。

根据豪斯的说法，第一种情况涉及我们整个太阳系穿过银河尘埃云，这种情况每一亿年发生一次。重粒子云可能引发岩石行星上的冷却事件。

“它不会沉积很多灰尘，”豪斯说。“在地球记录中很难看到这些沉积事件。”

但在这样的事件中，宇宙尘埃云可能会降低古代火星的温度，因为火星可能有液态水。这可能导致火星上形成冰川，在冰面上留下一层灰尘。当冰融化时，包括碳在内的沉积物层会保留下来。虽然这是完全可能的，但几乎没有证据表明盖尔陨石坑中存在冰川，研究作者表示，这需要进一步研究。

第二种情况是由于紫外线辐射，火星上的二氧化碳转化为甲醛等有机化合物。这一假设还需要更多的研究。

第三种方式可能由生物产生的。

如果在地球上进行这种贫碳测量，将表明微生物正在消耗生物产生的甲烷。尽管好奇号此前在火星上探测到了甲烷，但研究人员只能猜测火星表面下是否曾经释放出大量甲烷？如果是这样的话，火星表面有微生物，他们就会消耗这些甲烷。

甲烷也可能与紫外线相互作用，在火星表面留下微量碳。

在地表上进行更多的钻探

好奇号火星车将在大约一个月内返回采集大部分样本的地点，这将为从这个有趣的地点分析沉积物提供另一个机会。“这项研究实现了火星探测的一个长期目标，”豪斯说。“从另一个可居住世界的沉积物中测量不同的碳同位素——这是最重要的地质工具之一，它将通过九年的观察勘探来实现。”