火星遠(yuǎn)古泥土藏有生命線索：這些有機(jī)分子多得不像自然產(chǎn)生

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火星生命又一次撩動(dòng)了人類的神經(jīng)。2026年2月，NASA研究團(tuán)隊(duì)發(fā)布了一項(xiàng)引發(fā)轟動(dòng)的分析結(jié)果：好奇號(hào)火星車在蓋爾隕石坑挖掘的一塊泥巖中，檢測(cè)到了癸烷、十一烷和十二烷等長(zhǎng)鏈有機(jī)分子。更重要的是，科學(xué)家通過"時(shí)間倒流"計(jì)算發(fā)現(xiàn)，這些分子在8000萬年前的原始豐度，遠(yuǎn)超隕石撞擊等非生物過程所能提供的上限。換句話說，這些有機(jī)物多得不像單純"自然產(chǎn)生"的。

故事要從2025年3月說起。當(dāng)時(shí)科學(xué)家宣布，好奇號(hào)的化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)室（SAM）在一塊古老的泥巖樣本中，識(shí)別出了癸烷（C10）、十一烷（C11）和十二烷（C12）。這是人類在火星上發(fā)現(xiàn)的最大有機(jī)分子。

在地球上，這類長(zhǎng)鏈烷烴通常是脂肪酸的碎片。而脂肪酸幾乎是生命的"簽名照"——從細(xì)菌到藍(lán)鯨，細(xì)胞膜都離不開它。雖然地質(zhì)過程也能產(chǎn)生少量脂肪酸，但效率和豐度遠(yuǎn)不及生命活動(dòng)。

這塊泥巖來自蓋爾隕石坑的沉積層，形成于遠(yuǎn)古湖泊環(huán)境。好奇號(hào)通過鉆探獲取粉末樣本，在車載烤箱中加熱后，利用質(zhì)譜儀捕捉到了這些揮發(fā)性有機(jī)物的信號(hào)。這是自2014年首次檢測(cè)到氯代甲烷以來，好奇號(hào)在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域最重大的發(fā)現(xiàn)。

判斷火星有機(jī)物是否來自生命，最大的干擾因素是宇宙射線。火星缺乏磁場(chǎng)和濃厚大氣，高能粒子持續(xù)轟擊地表，像橡皮擦一樣抹除有機(jī)物的痕跡。

Pavlov團(tuán)隊(duì)做了一項(xiàng)精巧的"考古"工作。他們結(jié)合實(shí)驗(yàn)室輻射實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)建模，將時(shí)鐘倒撥約8000萬年——這正是這塊巖石暴露在火星表面的時(shí)間。通過計(jì)算宇宙輻射對(duì)烷烴的破壞速率，他們反推出了原始有機(jī)物的含量。

結(jié)果令人驚訝。即使考慮到各種破壞機(jī)制，這塊泥巖在8000萬年前所含的有機(jī)碳總量，仍然高得異常。研究團(tuán)隊(duì)像偵探排除嫌疑人一樣，逐一檢驗(yàn)了所有已知的非生物來源。

科學(xué)家重點(diǎn)排查了兩種非生物途徑。首先是隕石輸送。碳質(zhì)球粒隕石確實(shí)含有有機(jī)分子，但數(shù)學(xué)模型顯示，過去數(shù)十億年間撞擊火星的隕石，所能提供的碳總量遠(yuǎn)不足以解釋觀測(cè)到的豐度。

其次是地質(zhì)合成。火星地下可能存在費(fèi)托合成等化學(xué)反應(yīng)，用一氧化碳和氫氣生成烴類。但這類過程通常需要特定的高溫高壓環(huán)境，且產(chǎn)物分布具有特定模式，與好奇號(hào)檢測(cè)到的烷烴特征不符。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)恰逢中國(guó)火星探測(cè)的轉(zhuǎn)折期。目前人類對(duì)火星有機(jī)物的認(rèn)識(shí)幾乎完全依賴好奇號(hào)（以及此前 Viking 的爭(zhēng)議性結(jié)果），而中國(guó)即將改變這一格局。

天問三號(hào)任務(wù)已明確計(jì)劃在2028年前后發(fā)射，目標(biāo)實(shí)現(xiàn)火星采樣返回。與好奇號(hào)的車載實(shí)驗(yàn)室分析不同，天問三號(hào)將把火星巖石樣本帶回地球?qū)嶒?yàn)室。這意味著我們可以使用比好奇號(hào)靈敏百倍的儀器，檢測(cè)痕量氨基酸、手性分子等更明確的生命標(biāo)志物。在樣品返回領(lǐng)域，中國(guó)有望實(shí)現(xiàn)彎道超車。

未來三年將是決勝期。如果天問三號(hào)成功返回含遠(yuǎn)古有機(jī)物的樣本，中國(guó)科學(xué)家就能用本土實(shí)驗(yàn)室復(fù)現(xiàn)Pavlov團(tuán)隊(duì)的輻射反推模型，甚至可能直接檢測(cè)到脂肪酸本身而非其碎片。屆時(shí)，火星生命之謎的鑰匙，或許就將握在中國(guó)人手中。

Pavlov, A. A., et al. (2026). Does the Measured Abundance Suggest a Biological Origin for the Ancient Alkanes Preserved in a Martian Mudstone? Astrobiology. DOI: 10.1177/15311074261417879

NASA. (2025, March). Curiosity Rover Identifies Long-Chain Alkanes in Gale Crater Mudstone.