這些斑點可能預(yù)示著火星上存在生命——一位天體生物學(xué)家解釋了原因

作為毅力號火星車穿越了一條古老的河谷火星' 杰澤羅隕石坑 早在 2024 年 7 月，它就鉆入地表，從一個獨特的名為切瓦亞瀑布的條紋巖石.

然后，火星車的儀器分析了樣本，該樣本是稱為藍寶石峽谷，并勘察了周圍的巖石。

當科學(xué)家們開始研究數(shù)據(jù)時，他們發(fā)現(xiàn)兩種富含鐵的礦物以獨特的斑點圖案排列在巖石上。這兩種礦物質(zhì)都與地球上的生命有關(guān)。一種是在地球上分解有機物周圍發(fā)現(xiàn)的，而另一種是由某些微生物產(chǎn)生的。

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一組研究人員確定研究發(fā)表于 2025 年 9 月 10 日，樣本包含潛在的生物特征——這可能表明這顆紅色星球曾經(jīng)擁有微生物生命。

這些礦物可能是古代微生物利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生能量時在巖石上形成的。但與生命無關(guān)的化學(xué)反應(yīng)在一定條件下也能產(chǎn)生這些礦物質(zhì)。

要了解更多信息，The Conversation US 詢問艾米·威廉姆斯，佛羅里達大學(xué)的天體生物學(xué)家，關(guān)于火星上的生物特征狩獵以及這個藍寶石峽谷樣本的特別之處。

什么是生物特征？

生物特征是任何作為過去或現(xiàn)在生活證據(jù)的特征、元素、分子、物質(zhì)或特征。它一定是沒有生命就無法生產(chǎn)的東西。一些例子包括化石、有機分子源自生物過程，或僅通過微生物活動形成的礦物模式。

潛在的生物特征，即藍寶石峽谷發(fā)現(xiàn)的描述方式，是一種可能具有生物起源的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，但在科學(xué)家得出生命存在或存在的結(jié)論之前，需要更多數(shù)據(jù)或進一步研究。

科學(xué)家如何確定某物是否可能是火星上的生物特征？

生物特征有許多不同的風格——化學(xué)、物理或結(jié)構(gòu)。有些是相當明顯的，比如恐龍地球上的化石，但大多數(shù)都更加微妙。

在地球上尋找古代生命部分為火星上生物特征的尋找提供了信息。研究人員依靠巖石記錄中保存的微妙線索來解決諸如微生物生命在多久前出現(xiàn)在地球上等問題。我們在具有高保存潛力的隕石坑和湖床等環(huán)境中尋找這些證據(jù)，即那些可能保留生物特征的環(huán)境。

科學(xué)家可以應(yīng)用這些技術(shù)到在火星上尋找生命。這就是為什么毅力號是被送往杰澤羅隕石坑.在遠古的過去，火山口有一個河流供水的湖泊，這在地球上代表著一個宜居的環(huán)境：一個生命如果出現(xiàn)就會想要生活的環(huán)境。

這個隕石坑是尋找火星巖石記錄中保存的古代生命的理想地點。然后，天體生物學(xué)家尋找類似于地球上生命影響的過程的化學(xué)、紋理和礦物模式。

是什么讓這個樣本獨特而有趣？

藍寶石峽谷樣品是獨一無二的，因為毅力號的 PIXL 和 SHERLOC 儀器揭示了被稱為“豹斑”的獨特紋理。

這些斑點是同心反應(yīng)前沿——發(fā)生化學(xué)和物理反應(yīng)的地方——富含礦物質(zhì)vivianite，含有磷酸鐵和灰鐵礦，由硫化鐵制成.

在地球上，薇薇安石通常在有機物腐爛較多的環(huán)境中形成，而某些使用硫酸鹽作為能量的微生物會產(chǎn)生灰石。這兩種礦物中的化合物都是稱為氧化還原梯度，指的是物理空間上化學(xué)物質(zhì)可以氧化（失去電子）或還原（獲得電子）的一系列逐漸變化。

一個例子是將您的金屬自行車留在雨中。隨著時間的推移，還原鐵（Fe²⁺）將失去一個電子，并且氧化至銹（鐵³⁺).這個過程可能是非生物性的，因為接觸水和氧氣會驅(qū)動化學(xué)變化，使您的新自行車變成生銹的自行車——我建議不要把它留在雨中。

但一些氧化和還原過程本身非常緩慢，以至于它們發(fā)生的唯一方式是推動反應(yīng)向前發(fā)展的生物體。這個過程是許多微生物（例如細菌）獲得生存能量的過程。

由于藍寶石峽谷樣品中的這兩種礦物都以氧化還原梯度出現(xiàn)，科學(xué)家預(yù)測，如果微生物生命存在的話，可能會在產(chǎn)生這些礦物特征的反應(yīng)中發(fā)揮作用。

現(xiàn)在，科學(xué)家們正在研究不需要生命就能在樣本上形成這些特征的解釋。

科學(xué)家們是否預(yù)料到會發(fā)現(xiàn)這樣的樣本？

這是我們所希望的發(fā)現(xiàn)。然而，在這個特定的地方，這有些出乎意料。該樣本來自該任務(wù)迄今為止調(diào)查過的一些最年輕的沉積巖。早些時候的預(yù)測假設(shè)古代生命的跡象將來自更古老的火星巖層。

在年輕的巖石中發(fā)現(xiàn)這些特征拓寬了時間窗口，即火星可能適合居住并表明火星在地球歷史上可能比科學(xué)家之前想象的更晚才適合居住，而更古老的巖石也可能擁有更難被發(fā)現(xiàn)的生命跡象。

接下來的步驟是什么來判斷樣本是否表明過去生命的跡象，或者特征是否來自非生物過程？

礦物結(jié)合是微生物推動反應(yīng)向前發(fā)展時可能發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的潛在指紋——但非生物過程，例如持續(xù)的高溫，酸性條件和綁定方式有機化合物，也可以解釋它們。

然而，切亞瓦瀑布巖石沒有跡象表明它暴露在灰石和萬石非生物形成通常所需的高溫或酸度下。

盡管如此，回答這個問題的唯一明確方法是將樣本送回地球，科學(xué)家可以使用先進的實驗室技術(shù)來區(qū)分生物來源和非生物來源。

艾米·威廉姆斯，地質(zhì)學(xué)助理教授，佛羅里達大學(xué)

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