火星曾孕育生命？好奇號探測器發現37億年前岩石中的生命前兆

美國國家航空暨太空總署（NASA）的好奇號探測器在火星上發現了迄今為止最大的有機分子，這些分子可能是脂肪酸的碎片，暗示火星上的生命前化學反應可能比我們想像的更為複雜。這些分子是在蓋爾撞擊坑的黃刀灣樣本中發現的，顯示火星曾經具備適合複雜化學演化的條件，甚至可能孕育過生命。儘管這些分子的來源尚不確定，但它們的儲存狀態和大小為未來任務中尋找生物標誌物帶來了希望，尤其是計劃將火星樣本帶回地球進行分析。

這項發現於3月24日發表在《美國國家科學院院刊》上，研究人員利用好奇號上的「火星樣本分析儀」（SAM）重新分析了先前採集的岩石樣本，並識別出三種分子：癸烷、十一烷和十二烷，分別含有10、11和12個碳原子。這些分子被認為是脂肪酸的碎片，而脂肪酸在地球上是生命形成的關鍵成分。雖然脂肪酸通常由生物體產生，用於構建細胞膜並執行其他功能，但它們也可以透過非生物過程形成，例如在熱液噴口等環境中水與礦物之間的化學反應。

儘管這些分子的來源尚不確定，但它們的存在本身對好奇號科學團隊來說是一個重要且令人興奮的發現。此前，好奇號科學家曾在火星上發現過小型、簡單的有機分子，但這次發現的較大化合物首次提供了證據，表明火星上的有機化學反應已經朝著生命起源所需的複雜性邁進。此外，這項研究還增加了大型有機分子（即生物標誌物）在火星上得以儲存的可能性，緩解了這些化合物在暴露於強烈輻射和氧化環境數千萬年後會被破壞的擔憂。

這項發現也為將火星樣本帶回地球進行分析的計劃帶來了積極訊號。研究主要作者、法國國家科學研究中心大氣、觀測與空間實驗室的研究科學家卡羅琳·弗雷西內表示：「我們的研究證明，即使今天，透過分析火星樣本，我們仍有可能檢測到過去生命的化學特徵，如果火星上曾經存在過生命的話。」

2015年，弗雷西內共同領導的團隊首次在當前研究使用的樣本中確定了火星有機分子。這個名為「坎伯蘭」的樣本已經多次使用SAM進行分析。好奇號於2013年5月在黃刀灣鑽取了這一樣本，科學家對這個看似古代湖床的地區非常感興趣，因此讓探測器在此停留，然後才前往其主要目的地——從撞擊坑底部升起的夏普山。

這次繞道非常值得：坎伯蘭樣本充滿了關於蓋爾撞擊坑37億年前歷史的誘人化學線索。科學家此前發現該樣本富含在水中形成的黏土礦物，並含有豐富的硫，這有助於儲存有機分子。此外，樣本中還含有大量硝酸鹽，這些硝酸鹽在地球上對植物和動物的健康至關重要，以及一種在地球上與生物過程相關的碳製成的甲烷。

最重要的是，科學家確定黃刀灣確實是一個古代湖泊的所在地，這為有機分子的濃縮和儲存提供了環境。NASA戈達德太空飛行中心的高階科學家、研究合著者丹尼爾·格拉文表示：「有證據表明，液態水在蓋爾撞擊坑中存在了數百萬年，甚至可能更久，這意味著火星上的這些撞擊坑湖泊環境中有足夠的時間發生生命形成的化學反應。」

這次有機化合物的發現是探測坎伯蘭樣本中氨基酸跡象的實驗的意外結果。研究團隊在加熱樣本後並未發現氨基酸的證據，但注意到樣本釋放了少量的癸烷、十一烷和十二烷。科學家推測這些化合物可能是從較大分子上斷裂下來的，並在實驗室中驗證了這一假設。

研究人員還發現，樣本中假定的脂肪酸的碳原子數量具有重要意義。每種脂肪酸的主鏈是一條長直鏈，由11到13個碳原子組成，而非生物過程通常產生較短的脂肪酸。科學家表示，坎伯蘭樣本可能含有更長鏈的脂肪酸，但SAM並未最佳化以檢測這些長鏈分子。

格拉文總結道：「我們已經準備好邁出下一步，將火星樣本帶回地球的實驗室，以解決關於火星生命的爭論。」這項研究由NASA的火星探索計劃資助，好奇號的火星科學實驗室任務由NASA位於南加州的噴射推進實驗室（JPL）領導。