火星岩石樣本中的碳揭示生命秘密

自2012年以來，美國宇航局的“好奇号”火星探測器在火星表面穿越，在岩石中鑽孔采樣，并在其搭載的化學實驗室中進行分析，試圖梳理火星存在生命的證據。

1月17日，該火星探測器項目的科學家在美國《國家科學院院刊》公布了一個有趣的關于碳的現象，這不一定是火星曾存在生命的證據，但十分奇怪。他們發現，“好奇号”探測到一些岩石的碳中含有大量的輕碳同位素。在地球上，這是古微生物存在的有力證據。

然而，考慮到這是在火星上發現的，研究人員不願意輕易下結論，是以他們一直在尋找該現象的非生物學解釋，包括紫外線和星際灰塵。

研究論文第一作者、美國賓夕法尼亞州立大學帕克分校生物地球化學家Christopher House說，研究确實增加了微生物曾經存在乃至今天仍存在于火星上的可能性。

碳以兩種穩定的同位素形式存在：“輕”的碳—12和較“重”的碳—13。由于碳—13多了一個中子，形成的分子鍵會稍“堅固”一些。是以，生命進化中選擇了更易分解的碳—12。生命活動産生的大多數有機分子也都富含碳—12，例如，與深海熱液噴口排放的非生物甲烷相比，來自稻田的甲烷含有更多輕碳。

研究小組觀察了“好奇号”穿越蓋爾撞擊坑（裡面有古老湖泊的泥岩）時，一路上鑽取的24個不同岩石樣本。不同樣本的分析結果差異很大，其中，在6個點上鑽取的樣本的碳—12、碳—13含量比基于地球的參考标準高70%以上。

“這是戲劇性的發現。”House說，來自山脊頂部和撞擊坑其他地形高點的樣本中，上述現象最明顯。是以，研究小組認為，富集碳是數十億年前從大氣中沉積而來的，不是湖泊沉積物留下的。

将輕碳濃縮到如此高的水準可能需要多個步驟，研究人員對該過程進行了推測。

一種推測是火星深處微生物以岩漿中較輕的碳為食，釋放甲烷氣體。然後，地表的其他微生物以排放的甲烷為食，進一步提高輕碳含量，并在其死亡後将輕碳固存。

但是，火星探測器尚未發現古代微生物的實體痕迹。是以，研究人員認為，火星深處的微生物也有可能是在紫外線驅動下濃縮輕碳的。紫外線可能會分解微生物産生的甲烷，進一步富集輕碳，同時産生甲醛等子産物，最終沉積在火星表面。

此外，還有可能是年輕太陽系包括早期的火星，穿越了一個含有氣體和塵埃的星際雲。科學家認為這種現象每1億年左右會發生一次。這種星際雲中含有輕碳，與“好奇号”觀測到的碳相當。塵雲可能阻擋了陽光，使火星深度當機、形成冰川，阻止了宇宙塵埃中的輕碳被其他碳源稀釋。House說，上述事件發生是一個極大的巧合，且蓋爾撞擊坑沒有冰川存在的證據，但是，這種可能性不能排除。

未參與該研究的加利福尼亞大學行星科學家Mark Harrison也認為，碳富集的确是古代生命存在的一個暗示，但是通過這種迹象判斷生命存在與否，在地球上也是存在争議的，是以，不能排除非生物學的解釋。要解開上述謎團，需更多的探測和研究。（徐銳）

來源： 中國科學報