火星好奇号火星车上的迷你实验室已帮助确认了在红色星球上发现的最大的有机分子的存在。保存在火星土壤中的三种长链化合物被认为是生命在地球上发展所需的生命前成分的残余物。研究人员于 3 月 24 日在《美国国家科学院院刊》上发表了证据，该研究建立在他们十多年前开始的工作之上。
2013 年 5 月，好奇号开始钻探盖尔撞击坑内一个名为“黄刀湾”的区域。科学家们对研究该区域的兴趣不在于它现在是什么样子，而在于它数百万年前可能是什么样子。“黄刀湾”并非随意命名——这片干旱荒凉的景观的特征仍然暗示着一个巨大、早已蒸发的湖床。
好奇号的土壤调查，昵称为“坎伯兰”，已在其“火星样本分析仪”（SAM）车载迷你实验室中进行了多次分析，并提供了关于该行星过去的大量新信息。特别是，它富含通常在水中形成的粘土矿物，并含有足够的硫来帮助保存有机分子。坎伯兰还含有对动植物健康至关重要的硝酸盐，以及含有与生物过程相关的特定类型碳的甲烷。
然而，最引人注目的是，黄刀湾曾拥有一个古老湖泊的最终确认，这进一步支持了火星曾是某种生命家园的理论。
图片来源：NASA/Dan Gallagher
此后，专家们花费数年时间研究 SAM 迷你实验室分析获得的数据。在最近的一项实验中，包括 Glavin 和法国国家科学研究中心的天体生物学家 Caroline Freissinet 在内的一个团队致力于在坎伯兰样本中寻找氨基酸的证据。虽然他们当时没有找到，但他们发现了别的东西：三种名为癸烷、十一烷和十二烷的碳链分子的痕迹。这些有机化合物分别含有 10、11 和 12 个碳原子，研究人员认为它们可能是脂肪酸的残留片段，脂肪酸是细胞膜形成和其他生物功能所必需的。
然而，这些脂肪酸并不总是生命的决定性证据。地质事件，如热液喷口中的水-矿物相互作用，也可以产生类似的分子。也就是说，坎伯兰土壤碳链的长度可能暗示了其他情况。根据分子的不同，有机生命脂肪酸通常含有 11-13 个碳原子的链，而非生物脂肪酸通常含有 12 个或更少的碳原子。这意味着 Freissinet 的团队检测到的至少一些大的有机分子可能曾经存在于有机生命中。更重要的是，这一发现缓解了对火星生物特征可能无法承受数千万年的破坏性氧化和辐射的担忧。
Freissinet 表示：“我们的研究证明，即使在今天，通过分析火星样本，我们也可以检测到过去生命（如果曾经存在的话）的化学特征。”Freissinet 也是最新研究的首席作者。
“有证据表明，盖尔撞击坑在数百万年甚至可能更长时间内存在液态水，这意味着在火星上的这些撞击坑湖泊环境中，有足够的时间发生生命形成的化学反应，”研究合著者、NASA 戈达德太空飞行中心样本返回高级科学家 Daniel Glavin 补充道。
不幸的是，Freissinet 和同事只能利用好奇号的 SAM 迷你实验室发现有限的线索。有机脂肪酸链通常比 12 个碳长得多，但火星车的设备无法检测到它们。幸运的是，NASA 已准备好并愿意协助火星探索的下一章。
Glavin 说：“我们已准备好迈出下一步，将火星样本带回我们的实验室，以解决关于火星生命之争。”
然而，Glavin、Freissinet 和同事可能要为下一步等候一段时间。虽然 NASA 长期以来一直计划一项火星样本返回任务，但不断膨胀的预算和不确定的未来可能会将该项目推迟到 2040 年。
