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美国宇航局的工程师们已将“毅力号”探测车这个信使，送往近3亿英里外的火星，去解读火星岩石中隐藏的秘密。一个七英尺长的机械臂负责完成这次旅程，它带着一系列不同的机械“眼睛”，近距离地观察火星岩石。研究人员希望，这种近距离的观察足以发现可能由古代生命留下的细微刻痕。
其中一个这样的机械“探险者”是X射线岩石化学成像仪（Planetary Instrument for X-ray Lithochemistry），简称PIXL。它的作用与许多地质学家在野外携带的10倍放大镜类似。但除了放大，PIXL还将以前所未有的方式（在火星上，在地球上也并不普遍）分析岩石。该仪器将告知指挥它的行星科学家和天体生物学家的庞大团队，一块岩石究竟是由什么组成的，以及其组成元素是如何排列的——这些信息对于弄清楚一个物体来自何处，以及原始微生物是否参与了它的形成至关重要。
PIXL的工作原理是将强大的X射线束照射到岩石上，并观察返回的X射线（因为不同元素的原子与X射线的相互作用方式不同）。自20世纪70年代的“维京号”着陆器以来，每辆火星着陆器都携带过这种“X射线荧光”仪器，用于区分，例如，铁和铜。但PIXL将这项技术应用到了一个全新的层面。
PIXL不像以前那样将粗大的光束指向一块岩石并获得一个位于单点上的元素列表，而是使用一束细如发丝的X射线束，在样本上来回扫描。在几小时内覆盖网格的过程中，它会组装一系列可堆叠的图像，显示邮票大小区域内近二十几种元素（如钠、钾和镍）的确切排列方式。
这些“元素图”将帮助研究人员解锁每个样本独特的历史。大多数岩石都带有过去遭受磨难的痕迹，例如被刺穿或掩埋。了解样本中材料的分布将有助于科学家重建数十亿年前火星上发生的事情。“年轻的东西会穿过老的东西，年轻的东西会堆积在老的东西上面，”PIXL首席研究员Abigail Allwood说。
有时，至少在地球上，生物会刻蚀无机物。Allwood和她的同事们计划使用PIXL在火星上寻找这类刻痕。
早期探测器的任务帮助行星科学家确定，火星曾经足够温暖湿润，足以让（我们所知的）生物生存，但它可能并没有持续很长时间。如果生命得以立足，它可能没有时间进化到超出极其基本的形态，而且它留下的任何痕迹也将同样微不足道。
但总而言之，即使是最简单的微生物群落，也可能在火星岩石上留下了印记，PIXL和其他仪器可能有助于识别这些印记。例如，在地球上，最古老的生命迹象并非是化石化的尸体，而是被称为叠层石的奇特岩石形态。
叠层石是曾经聚集在薄膜中的微生物的残骸，它们以阳光为食，无意中塑造了周围的沙子。随着新的“微生物垫”在旧的上面生长，它们形成了一叠层，并在其他生物痕迹消失后，作为石头保存下来。
研究人员对火星微生物可能留下的图案几乎一无所知，但叠层石的层状纹理却是一个概念证明。如果PIXL的元素图显示出一堆波浪状的层，那么这块岩石就值得采样，带回地球进行进一步研究（“毅力号”将储存样本供未来的任务拾取）。
事实上，Allwood开发PIXL的部分原因就是为了破译地球上叠层石的神秘信息。她曾在一个团队中，于2006年和2009年两次研究了最古老的地球叠层石（澳大利亚样本，可追溯到35亿年前），使用了PIXL的“祖辈”——一款商用X射线荧光显微镜。
当时，大多数研究人员认为，确定叠层石状图案是由原始微生物还是地质作用塑造的关键在于，逐微米地仔细检查样本。但对Allwood来说，放大并研究更广阔的岩石区域通常能讲述一个更清晰的故事。“我总是发现，退一步看问题有助于更好地理解它，”她说。
她很快加入了美国宇航局喷气推进实验室，成为一名博士后研究员，并在2011年开始与第一个PIXL原型合作，希望有一天能将其送往火星。到了2016年，该仪器已经进一步发展，当时一个团队宣布在格陵兰岛发现了更古老的叠层石簇，可追溯到37亿年前。
但在Allwood和其他同事使用PIXL原型分析了格陵兰岛的叠层石样本后，其微生物起源的说法并未成立。PIXL的分析显示，假叠层石内部和外部元素的分布几乎没有差异。他们也根本看不到任何层状结构，这是一个明确的迹象，表明岩石中的图案并非由微生物留下。“PIXL的测绘显示，那里甚至连一丝化学痕迹的层状结构都没有。”
考虑到研究人员花费数年时间，使用各种大小的仪器来辩论地球上化石微生物垫的真实性，PIXL单独的X射线束几乎不可能独自找到火星过去生命的明确证据。
要令人信服地证明火星曾经是微生物的家园，将需要“毅力号”其他各种仪器提供更多证据，并最终将最有希望的样本取回地球进行全面分析。
Allwood表示，天体生物学家将需要“丰富的信息织锦，包括原位仪器观测和返回样本观测”。“没有确凿的证据。”
