紅色行星上的新發現離生命有多遠？

人類從探索宇宙之初，就對外星生命充滿好奇。宇宙中生命存在的形式充滿無限可能，但毫無疑問，碳基生命是我們目前唯一熟悉的生命形式。也正是如此，探尋水和有機物成為尋找外星生命的重要任務。

近日美國國家航空航天局（NASA）宣布火星探測器「好奇」號發現了有機物存在的切實證據：加熱分析的物質存在碳、硫、氫等元素，也可能有氮和氧，而且長期觀測也坐實了火星地表甲烷的周期性變化。這意味著人類或向發現外星生命又邁進一步。

曲折的發現之旅

如今「好奇」號在經過了將近6年的火星之旅後終於在有機物發現方面有了初步收穫，但對於火星有機物的搜尋早在20世紀70年代就已經開始。1975年8月和9月，美國相繼發射了「海盜1號」和「海盜2號」探測器。約一年之後，兩艘探測器的著陸器相繼在火星表面成功著陸，開啟了火星著陸探測的新階段。雖然兩艘探測器都攜帶了專門用於分析有機物的科學儀器，但遺憾的是並沒有發現有機物存在的跡象。

隨後在多個探測器著陸失敗的陰影之下，2012年8月「好奇」號成功著陸在火星「蓋爾」隕石坑中。「蓋爾」隕石坑位於火星赤道以南，位於一個海拔5000米的高地附近。科學家們普遍認為這個窪地在35年前曾是一個湖泊，後來隨著火星的氣候變化慢慢乾涸，剩下如今的泥岩和沉積地貌河床。它可以說是發現生命痕迹的風水寶地。

然而「好奇」號的發現之旅也並非一帆風順。在2015年，「好奇」號首次對火星上的有機分子進行了初步探測，發現在火星樣品分析儀器（SAM）中被加熱到800攝氏度以上的土壤樣品可能存在碳化合物的證據。 但是隨後研究人員發現富含碳的化學試劑有一部分從SAM中泄漏出來，這可能污染附近的樣品。

近日《科學》雜誌發表兩篇論文，分析了「好奇」號近六年收集到數據，給出了更加確鑿的有機物存在的證據。

有機物可以不通過生命產生

讓人振奮的兩項研究不僅發現了噻吩、苯、甲苯等有機物分子，SAM還通過對5年火星大氣的跟蹤分析，發現了甲烷的含量在火星北半球的夏季達到最高，一年中的最高值大致是最低值的兩到三倍。

「有機物是生命存在的前提和基礎。」中國科學院南京地質古生物研究所研究員朱茂炎說，目前地球上所有的已知生命，都離不開含有碳、氫、氧等元素的有機物。而甲烷作為一種基本的有機物，甲烷可以通過無生命參與的水岩反應產生，但由微生物作用產生的甲烷是地球上甲烷主要來源，廣泛存在於自然界中，如沼氣、天然氣等的主要成分就是甲烷。

但有機物的產生也可能和生命活動並不相關。中科院地質與地球物理研究所研究員林楊挺介紹，現在有機物已經可以通過合成形成，這說明有機物的產生可以通過無生命參與的方式進行，此外還有一項重要證據就是在部分隕石中發現的有機物已經證明是沒有生命參與的過程的產物。而在眾多的星雲中，我們也發現了有機物存在的證據，這些都是無生命參與的有機物的生產過程。

「將古比今」生命有可能存在

雖然還不能確定遠古有機物和甲烷的季節性變化與生命有關，但多位研究者對此持積極態度。

中國科學院大學地球與行星科學學院副教授郭建崴介紹，「將古比今」是古生物研究中的一個基本原則，意思是用發現和經過論證的當今的一些自然規律和認識去解釋遠古的自然現象。因此在推測地球上生命起源問題時，也會考慮如果發現了遠古時期的含碳有機物痕迹時，是否可以推測它就能代表原始生命。

「結論是可以的。」郭建崴認為，因為如果沒有生命活動，地球上的有機物在早期地球那種嚴酷的環境中由無機物自發合成的概率非常低，即使合成了也會很快分解，因此被發現的概率就更低。所以，只要能夠發現可靠的有機物，生命存在的可能性就比較大。

值得注意的是此次探測的有機物含量約為此前的100倍。郭建崴認為，如此類推的話，現在火星上的嚴酷環境，與地球初期的環境很類似。因此，如果發現了丰度較高的有機物，可以推測存在生命形成的基礎，尤其是持續的生命活動才能維持較高丰度的有機物殘存。

朱茂炎認為，有機物的發現雖然還不能說可以出現生命或者生命在火星上存在，但這說明了與生命有關的有機物在火星是存在的。而甲烷的季節性變化或許是發現外星生命的一條重要線索。他介紹，甲烷本身可以不由生命過程產生，但是火星上甲烷季節性變化，暗示可能火星表層有隨環境變化的有規律產生的甲烷，這不排除生命活動的可能性。

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