2025 年 9 月 10 日,《自然》雜志發(fā)表的一篇論文讓火星探索再次成為全球焦點 ——NASA 的 "毅力號" 火星車在杰澤羅隕石坑的一塊紅褐色巖石上,發(fā)現(xiàn)了類似豹斑的特殊紋理。這些毫米級的 "豹斑" 并非地質(zhì)奇觀那么簡單,它們可能是數(shù)十億年前火星生命留下的化學(xué)印跡。為此美國航天局(NASA)專門召開新聞發(fā)布會宣布發(fā)現(xiàn)“潛在的火星生命跡象”,也有人稱其為“最接近發(fā)現(xiàn)火星生命"的一次。
古湖泊的歷史印跡
2024年,在火星杰澤羅隕石坑西緣,“毅力”號火星車正在考察一片名叫“光明天使”(Bright Angel)的巖層,它的機(jī)械臂輕輕觸碰著一塊 3.2 英尺 ×2 英尺箭頭狀巖石。美國科學(xué)家也給它起了名字“切亞瓦瀑布”(Cheyava Falls)。這塊看似普通的巖石注定將寫入人類火星探測的歷史。
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“毅力”號周圍地貌(來源:NASA/JPL-Caltech)
通過“毅力”號攜帶的“夏洛克”紫外光譜儀(SHERLOC,全名直譯過來是“基于拉曼光譜和熒光方法尋找有機(jī)物和化學(xué)的生物宜居環(huán)境掃描設(shè)備),科學(xué)家們在這塊泥巖中檢測到了有機(jī)碳存在的明確標(biāo)志。更令人興奮的是巖石內(nèi)部的礦物結(jié)構(gòu),毫米大小點點如斑紋,排列成反應(yīng)前沿(發(fā)生化學(xué)和物理反應(yīng)的接觸點),因而被稱為 “豹斑” (leopard spots)。這些斑點帶有兩種富含鐵的礦物的特征:藍(lán)鐵礦(vivianite,F(xiàn)e?(PO?)??8H?O,水合磷酸鐵),硫復(fù)鐵礦(greigite,F(xiàn)e?S?,四硫化三鐵)。
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“毅力”號火星車在杰澤羅隕石坑中一塊名為“切亞瓦瀑布”的紅色巖石上發(fā)現(xiàn)了許多豹子斑紋一樣的礦物結(jié)構(gòu),被稱為“豹紋”。(來源:NASA/JPL-Caltech/MSSS)
這些礦物組合之所以特殊,是因為它們形成于低溫環(huán)境,且與有機(jī)碳的分布存在空間關(guān)聯(lián)。講得更直白些,藍(lán)鐵礦經(jīng)常出現(xiàn)在地球上的沉積物、泥炭沼澤和腐爛的有機(jī)物周圍。同樣,地球上某些形式的微生物生命也會產(chǎn)生硫化鐵。火星地質(zhì)分析表明,“毅力”號所在區(qū)域內(nèi)雷特瓦峽谷(Neretva Vallis)曾經(jīng)是火星的古河谷。
想象一下,30多億年前,杰澤羅隕石坑是個古湖泊,流向這個湖泊的水流沖刷形成一條古河谷,這里的沉積環(huán)境與地球遠(yuǎn)古湖泊相似。而此時此刻,人類派出的火星車正在河床上考古。
生命的痕跡還是化學(xué)的巧合
在地球的泥炭沼澤和沉積物中,藍(lán)鐵礦常與腐爛有機(jī)物相伴而生,而硫復(fù)鐵礦則常見于微生物硫酸鹽還原活動旺盛的區(qū)域。這兩種礦物的組合,往往被視為微生物活動的化學(xué)證據(jù) —— 即微生物以有機(jī)物質(zhì)為能量源,通過鐵還原和硫酸鹽還原反應(yīng)獲取能量,最終促使這些礦物沉淀下來。
這就好比一場饕餮盛宴后杯盤狼藉的酒席。
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“夏洛克”光譜儀測得的“切亞瓦瀑布”巖石(紅色)樣品中有機(jī)碳的信號。(來源:NASA/JPL-Caltech/MSSS)
“毅力”號發(fā)現(xiàn)的礦物組合與地球生命活動留下的特征驚人相似。這些礦物形成于低溫環(huán)境,且沒有經(jīng)歷過高溫或強(qiáng)酸性條件,這與地球微生物活躍的環(huán)境條件高度吻合。更重要的是,有機(jī)碳的存在也為這一解釋提供了支持,因為微生物需要有機(jī)物質(zhì)作為能量來源或結(jié)構(gòu)材料。
然而,科學(xué)少不了嚴(yán)謹(jǐn)。是否存在非生物成因呢?的確,在地球上,硫復(fù)鐵礦也可以通過富含硫的巖漿冷卻結(jié)晶形成。藍(lán)鐵礦在特定化學(xué)條件下,也可能通過純粹的化學(xué)反應(yīng)生成,無需生命參與。研究團(tuán)隊也指出,某些有機(jī)化合物可在 10-80℃ 下非生物還原鐵氧化物;而關(guān)鍵問題是,對于火星的 “光明天使” 巖層,這個溫度似乎有點“高”。并且,在低溫環(huán)境下,非生物硫酸鹽還原過程的速率極其緩慢,很難解釋觀測到的礦物數(shù)量。這也是為什么科學(xué)家們認(rèn)為雖然生物成因的可能性尚未完全得到證實,但目前看來可能更具說服力。這就是所謂 "潛在生物特征" 。
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“毅力”號火星車走過的路徑以及“切亞瓦瀑布”巖石的位置(來源:NASA/JPL-Caltech/ASU/MSSS)
盡管“毅力”號的發(fā)現(xiàn)令人振奮,但要真正確認(rèn)這些礦物是否真的與生命活動相關(guān),還是得送往地球?qū)嶒炇疫M(jìn)行精密分析才能蓋棺定論。因為即使是最先進(jìn)的火星車,其攜帶的儀器也遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法與地球?qū)嶒炇业脑O(shè)備相比。更何況,實驗室里科學(xué)家可根據(jù)實際情況對實驗方案進(jìn)行實時調(diào)整。
高調(diào)發(fā)布成果有內(nèi)涵
截止到目前,“毅力”號已經(jīng)在火星上獲得了近 30 份巖芯樣本,它們將等待未來的火星任務(wù)帶回地球。然而,NASA 的火星取樣返回任務(wù)進(jìn)度卻大大滯后,著陸方案尚在“天空起重機(jī)”(回到過去成熟技術(shù))和商業(yè)航天方案(購買服務(wù))之間徘徊,就連經(jīng)費(fèi)也是朝不保夕,面臨特朗普的財政預(yù)算“大砍刀”。總之,曾經(jīng)豪言壯語要在 2031 年前后將火星樣本送回地球的美國航天局,現(xiàn)在已經(jīng)沒有說這話的底氣了。就算再給兩個火星窗口,恐怕也未必能實現(xiàn)得了。
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“毅力”號火星車和“切亞瓦瀑布”巖芯(來源:NASA/JPL-Caltech/MSSS)
而在太平洋另一端的中國,正有條不紊地推進(jìn)自己的火星探測任務(wù)。今年中國航天日上,國家航天局已經(jīng)放出風(fēng)聲,天問三號任務(wù)計劃于 2028 年發(fā)射,2031 年帶回至少 500 克火星樣本。雖然時間上相當(dāng)緊張,火星取樣返回也是首次開展,但是采用的核心技術(shù)已經(jīng)在嫦娥五號、六號和天問一號上得到了一定程度的驗證,反而比老美更為靠譜。
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中國天問三號任務(wù)方案示意圖(來源:國家航天局)
9月10日舉行的這場宣布“潛在火星生命跡象”的新聞發(fā)布會,NASA代理局長肖恩·達(dá)菲(Sean Duffy)親自站臺,顯得十分高調(diào)。作為真人秀出道的媒體人,講話中幾乎沒有涉及任何科學(xué)內(nèi)容,而是多次表示“毅力”號是在特朗普第一任期中發(fā)射的火星探測任務(wù),NASA 致力于將人類送上火星。(甚至一開場講了一大段“阿爾忒彌斯”計劃,一度讓人以為搞錯了發(fā)布會的主題。)這樣做無非是想強(qiáng)調(diào) NASA 在太空探索中舉足輕重的地位,向美國政府和國會提出保障火星取樣返回任務(wù)及其相應(yīng)經(jīng)費(fèi)的訴求。
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新聞發(fā)布會直播畫面(來源:NASA)
說個題外話。如今的這個宣布讓我想到了著名懸疑小說家丹·布朗的一部作品《騙局》(Deception Point),講述的是美國“現(xiàn)任總統(tǒng)”因被對手強(qiáng)烈抨擊航空航天政策而在競選過程中落入下風(fēng),而就在這關(guān)鍵時刻突然傳出在北極圈內(nèi)發(fā)現(xiàn)重要的火星隕石,最終,人們發(fā)現(xiàn)隨“外星生物化石”一同浮出水面的,還有隱藏在背后的驚人的科學(xué)大騙局。
在尋找地外生命的漫長征途上,每一個發(fā)現(xiàn)都像是拼圖中的一塊。科學(xué)探索的本質(zhì)就是在不確定性中尋找確定性,在證據(jù)積累中逼近真相。在外星生命探索的話題上,希望與嚴(yán)謹(jǐn)之間需要保持恰如其分的平衡。
參考資料:
[1] Hurowitz, J.A., Tice, M.M., Allwood, A.C. et al. Redox-driven mineral and organic associations in Jezero Crater, Mars. Nature 645, 332–340 (2025). (https://doi.org/10.1038/s41586-025-09413-0)
[2] NASA Says Mars Rover Discovered Potential Biosignature Last Year (https://www.nasa.gov/news-release/nasa-says-mars-rover-discovered-potential-biosignature-last-year/)
[3] 2028年完成火星著陸!2031年帶回500克火星樣品!(https://baijiahao.baidu.com/s?id=1835369638376530139&wfr=spider&for=pc)
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