「好奇號」發現一種特殊物質，可以證明火星上有生命。如何證明？

2023-04-01 15:47:28 2

這可能是火星上的一個「陰謀」。人類正被不斷發現的新證據一步步吸引，渴望親自去火星見證「激動人心」的一幕...

好奇號眼中的火星。這就是好奇號在泥巖中發現古代有機分子的地方。美國航天局/JPL-加州理工學院

尋找火星上生命跡象的工作最近取得了另一項突破。研究人員在好奇號探測器發回的數據中發現了一種特殊物質，被認為與生命有關。

這種物質叫做噻吩，是一種有機分子。噻吩主要由地球上的生物產生。儘管研究人員沒有聲稱它能證明火星上有生命，但這一發現顯然非常有趣，因為它被稱為「與火星上早期生命相同的菌株」。

華盛頓州立大學的研究人員宣布了這一發現。這篇論文發表在一個多月前的《天體生物學》雜誌上。

噻吩存在於地球上的一些生物和許多與生物相關的礦藏中。噻吩也可以在層狀巖石和微體化石中找到。在火星上，好奇號發現的噻吩與其他有機物質混合，存在於一個叫做「默裡組」的古老泥巖中。

在這篇論文中，研究人員探索了在火星上生產噻吩的各種可能方式，包括生物和非生物方式。結果表明，這些噻吩生物產生的可能性相當高。然而，證據仍然不足。要證明這些火星噻吩源自生物方法，需要比證明地球上的噻吩與生物有關更多的證據。

「默裡構造」中的泥巖板。這張照片是好奇號於2016年12月31日拍攝的。泥巖板上的裂縫反映出它在數十億年前是溼的，然後變幹了。美國航天局/JPL-加州理工學院/ MSSS

噻吩是生物學中非常基本的物質。它的分子由四個碳原子和一個硫原子組成，是環狀的。噻吩可以以與生命無關的方式產生。在火星上，它們可能是在環境溫度約為120攝氏度的隕石撞擊或熱化學硫酸鹽還原反應中產生的。火星上早期的火山活動可以提供這樣的條件。

噻吩還有各種各樣的生物生產方法，吸引科學家尋找火星上的生命跡象。細菌可以還原生物硫酸鹽產生噻吩。噻吩也可以通過多種方式被細菌分解。

火星噻吩的有趣之處在於，產生它們的地質過程需要硫作為親核試劑。硫原子在這個過程中貢獻一個電子，並與其他原子形成鍵。但是火星上的大多數硫不是親核的。熱化學硫酸鹽還原可以將它們轉化為親核硫化物，也可以使用生物硫酸鹽還原。

問題是好奇號雖然能檢測到噻吩分子，但分析細節的能力有限。火星樣品分析儀(SAM)是其攜帶的實驗設備，主要通過加熱和分解大分子進行研究，儘管它也具有一定的溼化學檢測能力。

那麼，科學家如何知道這些噻吩是生物還是非生物產生的呢？僅憑好奇心可能很難回答這個問題。我們只能寄希望於將於7月份發射的「堅忍」號，或者將於7月份和8月份發射的「歐洲0+羅莎琳·富蘭克林」號探測車能夠解開這個謎團。因為它們具有無損檢測能力。

好奇號2013年2月3日的自拍。美國航天局

線索可能來自分子中的碳和硫同位素。根據我們的經驗，生命總是傾向於使用質量較低的同位素，即原子核中較少的中子來構造分子。因為它節約能源。

有趣的是，好奇號發現的含硫沉積物的同位素標記與在加拿大努勒維特霍頓隕石坑巖石中發現的非常相似。後者被認為與生物硫酸鹽還原反應有關。

如果兩個火星車中至少有一個發現這些分子或類似的分子由更小的同位素組成，這意味著這些火星噻吩可能確實是由生物產生的。

但是即使如此，仍然不足以證明它們與火星上的生命有著明確的聯繫。最好的方法是直接找到火星古細菌微體化石。

我們得到越來越多的線索和提示。認為火星上存在或曾經存在生命基本上是合理的。

火星表面曾經是可居住的。好奇號在蓋爾環形山發現了湖泊和河流的痕跡，並在注入環形山湖的古老河流的河床上發現了礫石。好奇號在巖石中發現了許多有機化合物，不僅僅是噻吩。好奇號證實，至少在它所處的位置，火星大氣中的甲烷和氧氣含量會隨著季節的變化而增加或減少。

如果分開來看，所有這些都不能成為充分的證據。但是看著他們在一起讓人感到充滿希望。

擴展讀數:

好奇號在火星上發現有機分子有什麼好玩的

火星上的噻吩:生物還是非生物來源？https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2019.2139