全球 - 艾赫巴里通讯社
火星上的巨型有机分子可能是生命存在的最佳迹象之一
在探索地外生命方面取得的突破性进展中，美国宇航局（NASA）主导的一项最新分析得出结论，"合理推测" 活体生物可能产生了在火星上发现的这些 intriguing 有机分子。尽管这一发现不构成火星上古代或当前生命的明确证据，但它标志着在理解其遥远过去可能支持生物过程的条件方面迈出了重要一步。
最近报告了在火星岩石中发现有史以来最大的有机分子。这些由氢和碳组成的延长链被认为是脂肪酸的碎片，而脂肪酸是地球上生物过程经常产生的化合物。这些发现于2月4日发表在《天体生物学》（Astrobiology）杂志上的一篇论文中，研究人员在其中仔细检查了这些有机分子的各种潜在形成途径。
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这项研究特别关注被称为烷烃的有机分子，它们是由10到12个碳原子组成的长的碳氢化合物链，每个碳原子都与多个氢原子键合。虽然甲烷和丙烷等较短的烷烃化合物广为人知，但含有12个或更多碳原子的链在统计学上更有可能由地球上的生物机制产生，这为这一火星发现增添了额外的神秘色彩。
这些诱人的大分子嵌在坎伯兰泥岩中，这是一种细粒沉积岩，位于一个名为黄刀湾的古老火星湖床中。美国宇航局的“好奇号”火星车最初于2013年钻探了这块岩石，此后利用其车载化学实验室——火星样本分析（SAM）仪器进行了各种分析。
然而，研究人员直到最近才发现这些特定的有机分子，此前他们在一个样本中加热到惊人的2,012华氏度（1,100摄氏度），以寻找蛋白质的基本组成部分——氨基酸。相反，他们检测到了这些前所未有的大型有机分子的痕迹。研究人员随后利用数学建模和辐射分解实验的数据，逆向推断出这些分子在数十亿年前首次沉积在泥岩中时的原始丰度。
样本泥岩中的烷烃目前丰度范围为30至50ppb（十亿分之几）。然而，坎伯兰泥岩已经暴露在火星表面严酷、富含辐射的环境中约8000万年。这种长时间的暴露不可避免地导致其有机物含量因太阳和深空高能粒子的亿万年轰击而降解。研究人员估计，回收的物质可能仅代表原始脂质含量的一小部分，甚至可能少几个数量级，而这些原始脂质含量在25亿年前就被纳入了沉积单元。
通过应用先前辐射分解实验的见解，科学家们计算出烷烃或其分解的脂肪酸的“保守”初始丰度范围为120至7,700 ppb。这个广泛的范围提出了一个关键问题：非生物（非生物）来源能否完全解释如此大量的物质，或者生物过程在它们的形成中发挥了作用？
研究团队系统地评估了许多非生物情景。他们首先考虑了基于空间的起源，例如通过星际尘埃颗粒（IDPs）或陨石的输送。这一点被很大程度上排除了，因为IDPs无法穿透岩石，并且在采样地点没有陨石撞击的迹象。第二个情景，即有机分子从火星古老大气中沉降下来，也被认为不足以解释观察到的丰度，因为该行星的早期大气雾霾不足以产生如此大量的物质。
水岩相互作用是另一种潜在的非生物途径，通常会产生较小的有机分子。虽然脂肪酸分子可以通过不同的高温途径形成，但坎伯兰泥岩没有显示出经历过必要热量的证据。尽管排除了这些理论，但有一个非生物过程无法完全排除：一些有机物可能在火星热液系统中非生物形成，随后被富含有机物的含水流体输送到地表。至关重要的是，研究人员强调：“需要明确的是，我们不声称在坎伯兰泥岩中发现了古代火星生命的证据。”
尽管如此，坎伯兰样本富含几种与生物活动密切相关的分子成分。其中包括在水存在下形成的粘土矿物；营养硝酸盐；与生物过程相关的特定类型碳；以及以其在有机分子保存中作用而闻名的硫。此外，盖尔撞击坑（黄刀湾所在地）已知曾有液态水存在数百万年，理论上为生命形成化学反应的展开提供了充足的时间。
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然而，“好奇号”火星车在分析更大分子方面的能力面临限制，而这些分子与生物过程的关联性更强。研究合著者、宾夕法尼亚州立大学地球科学教授克里斯托弗·豪斯指出，即使在地球上，此类分析“总是有权衡的”。因此，尽管“好奇号”可能检测到更大的分子，但它可能缺乏对其进行明确识别所需的精确度。下一个紧迫的步骤是在地球上进行实验研究，模拟坎伯兰泥岩和火星条件，旨在了解脂肪酸等有机分子在这些环境中的反应方式。最终的愿望仍然是火星样本返回任务，这将使科学家能够使用先进的实验室设备直接分析火星泥岩，尽管这一前景目前面临着重大的后勤障碍。
虽然火星上过去或现在生命的明确存在仍是一个悬而未决的问题，但这些发现为天体生物学爱好者提供了充分的乐观理由。研究人员的结论是，非生物来源本身无法完全解释这些特定有机化合物的丰度，这使得生物起源的假设具有说服力，从而保持了发现地球以外生命深层答案的希望。
