火星生命真相還有多遠？確認結果還需取樣返回

大圖：“好奇”號火星車藝術假想圖。小圖：火星吉萊斯皮湖露出地面的一小片巖層。

　　古老的火星是一個比現在溫暖得多、濕潤得多的世界，人類一直在為火星曾經存在生命的猜想尋找各類證據。目前美國國家航空航天局（NASA）的“好奇”號火星車正在火星的蓋爾隕石坑中漫游。繼去年7月科學家宣布在坑內發現了一個古代淡水湖泊曾經存在的證據之后，去年12月，又傳來了在火星大氣中發現來源未知的甲烷氣體，以及在火星巖石樣本上首次確定性探測到其他有機分子的消息。我們似乎離火星生命的真相越來越近了。

　　近日，研究人員又公布了對“好奇”號火星車所拍攝圖像的最新分析結果。據物理學家組織網報道，這些照片是“好奇”號駛過耶洛奈夫灣（Yellowknife Bay）中已經干涸的吉萊斯皮湖（Gillespie Lake）時拍攝的，數十億年前，這里也曾經歷過洪水的季節性泛濫。他們發現，火星上的古老沉積巖與地球上微生物“塑造”的巖層結構之間具有有趣的相似之處。這一研究結果再次暗示，這顆紅色星球早期可能有生命存在。

　　古老火星生命的跡象？

　　在地球上，微生物群落如同地毯一般，覆蓋住湖泊或者沿海地區等較淺水體中的沉積物，隨著時間推移，逐漸形成了獨特的化石地貌。這些結構被稱為微生物席成因構造（MISS），存在于全球各地的淺水環境以及古老巖石中。

　　美國歐道明大學地質生物學家諾拉·諾福克研究這種微生物席成因構造已經長達20年。她去年報告說，在澳大利亞西部發現了34.8億年前的微生物席成因構造，這可能是地球上最古老的生命跡象。

　　而在上個月發表于《天體生物學》雜志網絡版的最新論文中，諾福克詳細介紹了她的重大發現：火星吉萊斯皮湖露出地面的沉積構造（最多有38億年歷史）與地球微生物席成因構造之間在形態上具有驚人的相似性，這些獨特的形態包括侵蝕殘余、凹穴、圓頂、卷筒、坑、碎片和裂縫。這不禁令人遐想：這是古代火星生命可能存在的跡象嗎？

　　不過，這份報告并不是一個確鑿的證據，還無法證明這些結構是由生物學過程塑造出來的。要確認其構造成因，需要將火星巖石樣本返回地球，進行更多的微觀分析，而在短期內，尚沒有執行這類任務的時間表。

　　“我能說的就是，這是我的假設，我所有的證據都在這里。”諾福克說，“但我的確認為，這證據已經很多了。”

　　“她指出了這些結構（的類似之處），已經是對這一領域的巨大貢獻。”新墨西哥礦業及科技學院地質微生物學家佩內洛普·波士頓說，“再加上最近關于火星甲烷氣體和有機分子的報告，她的發現為我們的鄰居星球上可能曾有過生命的謎題增加了一塊有趣的拼圖。”

　　“這是我所見過的同類分析中最周密的”

　　“我看過很多論文說，‘看，這是一堆火星泥土，這是一堆地球泥土，因為它們很相似，所以來自兩個星球的兩堆泥土應該是因同樣的機制形成的’。” NASA艾姆斯研究中心行星科學家、《天體生物學》雜志副主編克里斯·麥凱說，“這個論據很簡單，通常說服力不強。但是，諾福克的論文是我所見過的同類分析中最周密的，這也是為什么它能首開先河刊登在《天體物理學》上的原因。”

　　諾福克分析的圖像來自NASA網站火星科學實驗室頁面的公開資料。

　　“在一幅圖像中，我看到了非常熟悉的東西。”她回憶說，“所以，我花了幾個星期的時間，一厘米一厘米地研究了幾幅圖像，繪制草圖，并將它們與來自地球結構的數據進行對比。我研究這些已經20年了，所以我知道要找什么。”

　　諾福克比較了“好奇”號火星車拍攝的圖像和地球上多處巖層的圖像。這些照片顯示，地球和火星的沉積構造在形態上具有驚人的相似之處。

　　更重要的是，在地球上，隨著微生物席形成、生長、干涸、開裂，然后重新生長，沉積構造也會發生相應的變化。諾福克發現，火星巖石的分布模式與地球微生物席成因構造隨時間的改變也是相一致的。她在論文中還描述了哪些過程可以形成這樣的構造，比如，碎片、坑和裂縫可能是在鹽、水或風的風蝕下的產物。

　　諾福克認為：“如果火星沉積構造不是源自生物，那么其與地球微生物席成因構造在形態上和分布模式上的相似，將是一個非同尋常的巧合。”

　　她補充說：“目前我想做的就是指出這些相似之處。要驗證這一假說，還需要提供進一步的證據。”

　　確認結果還需取樣返回

　　在論文的最后部分，諾福克提出了要確認火星沉積構造可能源自生物成因的詳細策略。但不幸的是，其中一個重要步驟——將樣品返回地球以作進一步的分析——目前來說還不可行。

　　諾福克還列出了“好奇”號再次遇到這種構造時可能開展的一系列測量，包括利用其攜帶的火星巖土采樣分析儀來識別有機物或化合物的“簽名”。

　　但麥凱說，這可能行不通。“原則上，如果樣品中仍然遺留著大量生物有機體的話，這個儀器能告訴我們一些關于這些物質的生物性質的情況。”他解釋說，“但這些都是古代的沉積結構，生物學痕跡早已消失不見了。”

　　“而且，在實踐中這臺儀器也有諸多局限。”他補充說，“據推測，在降落過程中，儀器中出現了污染泄露，因此它（的測量結果）具有非常高的背景污染水平。”

　　在地球上，科學家們通常通過搜索特定的微觀紋理來確認微生物席成因構造的生物性質，這涉及到將巖石切割成薄片，并在顯微鏡下觀察它們。從工程學的角度來看，要在火星上進行這類操作是非常困難的。

　　他補充說：“采樣返回任務將是（驗證這一結果的）黃金標準，但這在短期內不太可能實現。”