红色行星上的新发现离生命有多远

2018年06月21日  来源：科技日报

人类从探索宇宙之初，就对外星生命充满好奇。宇宙中生命存在的形式充满无限可能，但毫无疑问，碳基生命是我们目前唯一熟悉的生命形式。也正是如此，探寻水和有机物成为寻找外星生命的重要任务。

近日美国国家航空航天局（NASA）宣布火星探测器“好奇”号发现了有机物存在的切实证据：加热分析的物质存在碳、硫、氢等元素，也可能有氮和氧，而且长期观测也坐实了火星地表甲烷的周期性变化。这意味着人类或向发现外星生命又迈进一步。

曲折的发现之旅

如今“好奇”号在经过了将近6年的火星之旅后终于在有机物发现方面有了初步收获，但对于火星有机物的搜寻早在20世纪70年代就已经开始。1975年8月和9月，美国相继发射了“海盗1号”和“海盗2号”探测器。约一年之后，两艘探测器的着陆器相继在火星表面成功着陆，开启了火星着陆探测的新阶段。虽然两艘探测器都携带了专门用于分析有机物的科学仪器，但遗憾的是并没有发现有机物存在的迹象。

随后在多个探测器着陆失败的阴影之下，2012年8月“好奇”号成功着陆在火星“盖尔”陨石坑中。“盖尔”陨石坑位于火星赤道以南，位于一个海拔5000米的高地附近。科学家们普遍认为这个洼地在35年前曾是一个湖泊，后来随着火星的气候变化慢慢干涸，剩下如今的泥岩和沉积地貌河床。它可以说是发现生命痕迹的风水宝地。

然而“好奇”号的发现之旅也并非一帆风顺。在2015年，“好奇”号首次对火星上的有机分子进行了初步探测，发现在火星样品分析仪器（SAM）中被加热到800摄氏度以上的土壤样品可能存在碳化合物的证据。 但是随后研究人员发现富含碳的化学试剂有一部分从SAM中泄漏出来，这可能污染附近的样品。

近日《科学》杂志发表两篇论文，分析了“好奇”号近六年收集到数据，给出了更加确凿的有机物存在的证据。

有机物可以不通过生命产生

让人振奋的两项研究不仅发现了噻吩、苯、甲苯等有机物分子，SAM还通过对5年火星大气的跟踪分析，发现了甲烷的含量在火星北半球的夏季达到最高，一年中的最高值大致是最低值的两到三倍。

“有机物是生命存在的前提和基础。”中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎说，目前地球上所有的已知生命，都离不开含有碳、氢、氧等元素的有机物。而甲烷作为一种基本的有机物，甲烷可以通过无生命参与的水岩反应产生，但由微生物作用产生的甲烷是地球上甲烷主要来源，广泛存在于自然界中，如沼气、天然气等的主要成分就是甲烷。

但有机物的产生也可能和生命活动并不相关。中科院地质与地球物理研究所研究员林杨挺介绍，现在有机物已经可以通过合成形成，这说明有机物的产生可以通过无生命参与的方式进行，此外还有一项重要证据就是在部分陨石中发现的有机物已经证明是没有生命参与的过程的产物。而在众多的星云中，我们也发现了有机物存在的证据，这些都是无生命参与的有机物的生产过程。

“将古比今”生命有可能存在

虽然还不能确定远古有机物和甲烷的季节性变化与生命有关，但多位研究者对此持积极态度。

中国科学院大学地球与行星科学学院副教授郭建崴介绍，“将古比今”是古生物研究中的一个基本原则，意思是用发现和经过论证的当今的一些自然规律和认识去解释远古的自然现象。因此在推测地球上生命起源问题时，也会考虑如果发现了远古时期的含碳有机物痕迹时，是否可以推测它就能代表原始生命。

“结论是可以的。”郭建崴认为，因为如果没有生命活动，地球上的有机物在早期地球那种严酷的环境中由无机物自发合成的概率非常低，即使合成了也会很快分解，因此被发现的概率就更低。所以，只要能够发现可靠的有机物，生命存在的可能性就比较大。

值得注意的是此次探测的有机物含量约为此前的100倍。郭建崴认为，如此类推的话，现在火星上的严酷环境，与地球初期的环境很类似。因此，如果发现了丰度较高的有机物，可以推测存在生命形成的基础，尤其是持续的生命活动才能维持较高丰度的有机物残存。

朱茂炎认为，有机物的发现虽然还不能说可以出现生命或者生命在火星上存在，但这说明了与生命有关的有机物在火星是存在的。而甲烷的季节性变化或许是发现外星生命的一条重要线索。他介绍，甲烷本身可以不由生命过程产生，但是火星上甲烷季节性变化，暗示可能火星表层有随环境变化的有规律产生的甲烷，这不排除生命活动的可能性。（翟冬冬）