

“天体生物学”这个词可能会让人联想到外星人,比如《玩具总动员》系列中吱吱叫的、害怕爪子的外星人,或者《星际迷航》中逻辑思维的瓦肯人史波克,又或是《曼达洛人》中饥饿的格罗古。但宇宙中生命和进化的第一个真正迹象,很可能来自微生物和岩石。
天体生物学也是NASA“毅力号”火星车当前任务的一个关键目标。该任务始于2020年火星车发射时,其关键举措之一就是捕获可能含有古代微生物生命迹象的样本。这辆太空车正处于其第二个科学考察活动中,在火星的杰泽罗陨石坑采集岩芯样本。科学家们长期以来一直认为,这个直径28英里的陨石坑可能是寻找红色星球古代微生物生命迹象的绝佳地点。自7月7日以来,该火星车已从陨石坑内一个古老的河三角洲采集了四份样本,使该任务收集的“科学上引人注目”的岩石样本总数达到12份。
“我们选择杰泽罗陨石坑供“毅力号”探索,是因为我们认为它最有潜力提供科学上优秀的样本——现在我们知道我们把火星车送到了正确的位置,”NASA科学副局长Thomas Zurbuchen在华盛顿表示,他在一份新闻稿中说。“这两次科学考察活动已经产出了大量令人惊叹的样本,将通过火星样本返回计划带回地球。”
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35亿年前,杰泽罗陨石坑是一个古老的三角洲,即一个曾经位于火星河流与湖泊交汇处的扇形区域。“毅力号”正在研究三角洲的沉积岩,这些岩石是在各种大小的颗粒沉降在曾经水质的河流中形成的。火星车在2021年进行的第一次科学考察活动中探索了陨石坑的底部,并发现了火成岩,这些岩石是在地表深处由岩浆结晶或在地表火山活动形成的。

“三角洲拥有多样化的沉积岩,与陨石坑底部发现的火成岩(由岩浆结晶形成)形成了鲜明的对比,”加州帕萨迪纳市加州理工学院的“毅力号”项目科学家Ken Farley在新闻稿中说。“这种并列关系为我们提供了对陨石坑形成后的地质历史以及多样化的样本组合的深刻理解。例如,我们发现了一种砂岩,它携带了在杰泽罗陨石坑以外遥远地区形成的颗粒和岩石碎片——以及一种含有有趣有机化合物的泥岩。”
在陨石坑内,“野猫岭”是一块约3英尺宽的岩石,它可能是在数十亿年前,当泥土和细沙在一个正在蒸发的咸水湖中沉淀时形成的。7月20日,火星车刮擦了“野猫岭”的表面,以便使用“拉曼与发光有机物与化学物质可居住环境扫描仪”(SHERLOC)分析该区域。
SHERLOC的分析表明,火星岩石样本呈现出“一类有机分子,这些分子在空间上与硫酸盐矿物相关”。这些存在于沉积岩层中的硫酸盐矿物可以为了解它们形成的含水世界提供信息。
有机分子是由多种化合物组成的,但它们主要由碳组成,通常包含氢和氧原子。有些有机化合物是生命的实际化学组成部分,而这些特定分子的存在被认为是潜在的生物标志物。这些生物标志物是一种物质或结构,可能是过去生命的证据,但也可能是在没有生命存在的情况下产生的。
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NASA的“好奇号”火星车在2013年发现了岩石粉末样本中的有机物证据,而“毅力号”在2021年就在杰泽罗陨石坑检测到了有机物。
“在遥远的过去,构成“野猫岭”样本的沙子、泥土和盐是在生命可能蓬勃发展的条件下沉积的,”Farley 说道。“有机物存在于这种沉积岩中——这种岩石以保存地球古代生命化石而闻名——这一点很重要。然而,尽管我们“毅力号”上的仪器功能强大,但关于“野猫岭”样本中包含什么,还需要等到它作为该机构火星样本返回计划的一部分被带回地球进行深入研究后,才能得出进一步的结论。”
2021年9月,NASA-ESA(欧洲空间局)的火星样本返回计划启动,当时“毅力号”钻取了它的第一个岩石样本。自那时以来,该火星车还收集了一个大气样本和两个见证管,所有这些样本都存放在火星车的腹部。