未来对红色星球的任务可能在火星冰层沉积物中发现古代微生物或其残骸。一组研究人员来自NASA戈达德太空飞行中心和宾夕法尼亚州立大学。他们在实验室中重现了火星条件，证明了一个假设：如果大肠杆菌细菌构成蛋白质的分子碎片存在于火星永久冻土和冰盖中，即使遭受强烈的连续宇宙辐射暴露，这些分子碎片也可能保持完整超过5000万年。这一发现被行业视为重要突破。

图：天体生物学

2008年，NASA的凤凰号着陆器在火星表面下方发现了地下水冰，引起了广泛关注。随后，它使用机械臂挖掘地表之下，发现了更多冰块。像火星快车和火星侦察轨道器这样的探测器通过雷达和成像技术增加了地下冰存在的证据。

现在，科学家们认为这颗行星可能在其表面下蕴藏着巨大的水量冰，足以覆盖整个火星表面达1.5米深的液态水。科学家们一直好奇现有的生命是否能在与所有这些冰相关的咸水囊中生存。新的研究显示，这种冰本身可能保存着古代生命的证据。

据新研究显示，所有的这些冰构成了一个天然的深冻环境，可能会冷藏微生物氨基酸甚至微生物本身长达5000万年。在冰中，这些酸或微生物会被保护免受有害宇宙辐射的影响。未来配备有机器人挖掘工具的探测器可以搜寻它们。

这项新的研究名为“在类似火星永久冻土条件下缓慢辐射分解氨基酸的应用：对火星现存生命的搜索”，发表在《天体生物学》杂志上。该研究的第一作者是NASA戈达德太空飞行中心的空间科学家Alexander Pavlov。

为了使火星细菌在五十万年中存活，它必须被某种方式保护免受致命辐射的伤害。在地球上，行星的磁场和厚重的大气层阻碍了宇宙射线到达地表。而火星既没有这些防护，因此辐射可以无阻地轰击整个星球表面。“银河系和太阳宇宙射线不断轰击火星表面，并随着时间的推移改变和降解有机生物分子，最终摧毁生命存在的化学证据。”研究人员写道。

新的研究显示，在火星地下冰水中，微生物或至少是它们的有机残余物可能安全免受辐射。为了得出这一结论，研究人员将大肠杆菌细菌密封在装有纯水的试管中。另一些大肠杆菌则被放置在含有不同火星土壤成分（如黏土和硅酸盐基岩石）的试管中。然后将样本冷冻，并在一个特殊的实验室腔室内接受伽马射线轰击。实验室内温度降至-51°C，以模拟火星的温度。

图：天体生物学

这些大肠杆菌样本被暴露于相当于20百万吨宇宙射线的辐射，然后通过额外模拟30百万吨宇宙射线的暴露，达到相当于火星表面50百万吨宇宙射线的暴露。随后，研究人员分析了样本中是否存在氨基酸。“我们研究了单个氨基酸（甘氨酸、丙氨酸和异亮氨酸）在冰混合物中的放射分解作用。”作者写道，“我们发现，在类似火星温度下的纯冰中，氨基酸的辐射降解比在硅酸盐中的辐射降解要慢得多。”实验室中的冷冻大肠杆菌样本在-60华氏度下接受了相当于2000万年的辐射剂量，然后模拟了额外3000万年的过程。

这些结果与同一组NASA研究人员之前的工作不符，此前的研究表明，在10%水冰/90%火星土壤混合物中的氨基酸比仅在沉积样本中降解得更快。“根据2022年研究的结果，人们认为有机物质在单独的冰或水中会比10%水混合物更快地被破坏。”首席作者Pavlov说。因此，研究人员假设，在冰接触矿物质的地方形成的薄膜可以让辐射到达氨基酸。在纯水冰中，不会形成这样的薄膜，从而保护氨基酸不受辐射的影响。

图：天体生物学

“五十万年远大于火星当前表面冰层预期的年龄，后者通常不到两百万年，这意味着任何存在于冰中的有机生命都会被保存下来。”共同作者Christopher House说。这些结果对未来的火星任务具有重要意义。好奇号正在盖尔撞击坑探索，以确定火星是否曾经具备适合生命存在的条件。毅力号则在杰泽罗撞击坑探索，寻找古代岩石中的古代生命的证据。

但这些结果意味着，未来任务应该在火星风化层下寻找古代细菌的证据。“这意味着如果火星表面附近有细菌，未来的任务可以找到它。”House在一份新闻发布会上说。

图：天体生物学

“火星上有大量的冰，但大部分都在地表以下不远处。”House说，“未来的任务需要一个足够大的钻或一个强大的铲子才能接触到这些冰，类似于凤凰号的设计和能力。”凤凰号着陆器携带了一个可伸展至2.35米的机械臂，并有能力挖掘到地表下0.5米处。它收集样本，然后由机载科学仪器进行分析。凤凰号共运行了157个火星日，相当于地球上的161天，并收集了131份样本。它还移动岩石以检查底层材料。

对于NASA来说，先进的机械臂和机载实验室都不是问题，因此任何未来的任务都可以复制这一做法并提供更好的结果。"根据我们的实验，纯冰或以冰为主的永久冻土区域将是火星上寻找近期沉积氨基酸的最佳地点，因此应作为未来火星任务搜寻现存生命的采样目标区域，"研究人员在文章中写道。