火星耶泽罗陨石坑边缘,一块岩石表面趴着一层碳。
不是钻开岩芯才找到的那种。毅力号火星车在这颗红色星球上跑了5年,之前发现的有机碳大多藏在石头肚子里,得磨开、钻透才能看见。这一次,在一条名叫涅雷特瓦谷的古河道旁,一处叫“光明天使”的露头上,碳就大大方方摊在岩石表面。
“据我们所知,这是迄今在火星表面探测到的最浅层有机物,”美国行星科学研究所的阿什莉·墨菲说。她是这项研究的第一作者。
发现它的是毅力号机械臂上的SHERLOC光谱仪。这台仪器朝岩石发射一束深紫外激光,再读取反弹回来的光。不同化学键会把光的能量“拧”到不同位置,就像每种分子都有自己的指纹。在光明天使,SHERLOC对准了4块岩石开火。其中一块叫“汽船山”,是科学家特意选的参照物,结果干干净净,什么信号都没有。剩下3块,“奇亚瓦瀑布”“阿波罗神殿”“瓦尔哈拉林地”,全亮了同一根谱线:石墨带,又叫G带。
G带意味着一种结构复杂的大分子碳网络:大部分为还原态的碳原子相互交联、纠缠成团,化学性质稳定,高温也不容易分解。在仪器精度允许的范围内,这种物质和地球上的干酪根很像。
干酪根,就是远古微生物的遗骸被埋进地层几百万年后变成的东西。地球上,它几乎只有一个来源:生命。
但研究团队坚决不肯用“干酪根”这个词。墨菲解释说:“干酪根暗示了生物起源。大分子碳的意思是,我们不知道它从哪来。”
发现太重要,必须先排除两种最扫兴的可能。
第一种:仪器本身在作怪。光明天使是SHERLOC遭遇防尘罩故障后第一个观测的地点,对焦机构坏了,团队不得不启用一套全新的工作模式。会不会是仪器前窗的石英玻璃反射了假信号?NASA喷气推进实验室(JPL)的SHERLOC副首席科学家凯尔·乌克特带人在地球实验室里拿备用光学元件做了对比,又让火星上的SHERLOC对着空气和已知标定目标扫了一遍。最后,汽船山那块“白板”石头给出了最干脆的回答:同一台仪器、同一种模式,它就是没有G带。信号来自岩石,不是来自硬件。
第二种:毅力号自己把地球上的有机物蹭上去了?团队指出,研磨钻头在发射前经过灭菌处理,之前在耶泽罗陨石坑里钻过好几块石头,从没出现过这么强的G带。更关键的是,奇亚瓦瀑布那块岩石根本没被任何工具碰过:毅力号只是用一小股氮气把表面的灰吹掉,SHERLOC就直接扫描了。
排除了乌龙,团队开始仔细端详这些碳的邻居。
在阿波罗神殿,碳信号和碳酸盐、硫酸盐矿物扎堆出现。这类矿物是水流穿过岩石时沉淀下来的。在瓦尔哈拉林地,碳则嵌在富含硅酸盐的沉积物里。墨菲认为,这说明碳至少经历了两个不同的时间窗口被“锁”进岩石:一次是远古湖泊时代,有机物沉入湖底淤泥,和沉积物一起被掩埋;另一次是后来的地下水流过已经埋好的岩层,带来了新的碳酸盐和硫酸盐,顺便又裹进一批碳。
两次事件,中间可能隔了漫长的地质岁月。
那么问题来了:这些碳到底是不是生命的痕迹?
答案是:毅力号回答不了。
SHERLOC能分辨分子键的类型,但分辨不了碳原子是被微生物组装的,还是被水和岩石之间的化学反应拼出来的。地球上确实存在纯粹的无机过程能合成类似的大分子碳:某些环境下,水与岩石反应就能产出有机化合物,完全不需要任何生命参与。墨菲也承认,在碳酸盐矿物附近发现的碳,在地球上既可能来自水岩化学反应,也可能来自微生物,取决于具体的地质环境。
“毅力号的科学载荷从设计之初就不是用来区分生物过程和非生物过程的,”乌克特说,“它的任务是找到值得带回地球的石头。”
毅力号项目首席科学家、JPL的凯文·汉德最想看到的,是光明天使碳的同位素特征。生命活动会偏好某些同位素,留下可辨认的“偏食”印记。他还想检查手性,也就是分子的“左右手”偏好。地球上的生命几乎清一色选择同一种手型的分子,如果火星碳也表现出类似的偏好,那就非常值得深究了。“我们还可以用地球上最强大的显微镜去寻找古代微生物化石,”汉德说。
这一切都需要把样品运回地球才行。
毅力号已经在耶泽罗陨石坑里封装了一批岩芯样品管,等待未来的火星样品返回任务来取。与此同时,它已经在探测陨石坑外围的区域。汉德说,它脚下的岩石可能是有史以来火星车考察过的最古老的岩层。
“如果生命在火星历史的早期出现过,我们现在看的这些石头里,也许就藏着线索。”
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图为毅力号火星车视角下的光明天使观测点,图源:NASA/JPL-Caltech
信源:Krywko, Jacek. "A martian rock has lots of carbon on it, and it's not clear why." Ars Technica, 4 July 2026
