最近对美国宇航局“毅力号”火星车于 2024 年 7 月钻取的蓝宝石峡谷泥岩岩芯进行的分析，为正在进行的火星生命探索增添了新的、令人信服的证据。
该研究描述了地球上通常与微生物活动相关的矿物和纹理。同时，作者强调，某些未知的非生物化学反应也可能解释这些信号。
EarthSnap
“毅力号的这项发现是我们迄今为止最接近发现火星生命迹象的一次。在火星上识别出潜在的生物特征是一项突破性的发现，它将增进我们对火星的了解，”美国宇航局前局长肖恩·达菲说道。
“NASA将继续致力于开展黄金标准科学研究，以实现将美国宇航员送上火星岩石土壤的目标。”
岩芯取自内雷特瓦山谷中一块名为“切瓦亚瀑布”的岩石，内雷特瓦山谷是一条古老的河道，宽约四分之一英里，曾经为耶泽罗火山口湖供水。
钻探完成后，毅力号将样本密封起来，以便将来可能返回地球，在那里实验室仪器可以进行远超火星车自身能力的测试。
火星泥岩内部
石溪大学(SBU)的首席作者 Joel A. Hurowitz报告称，一种细粒泥岩具有圆形反应前缘，非正式地称为豹纹斑点，此外还有嵌入层状沉积物中的小结核。
“毅力号”火星车的SHERLOC和PIXL仪器绘制了有机碳与磷酸盐、铁和硫的分布图，这些有机碳以独特的重复模式排列。
其中两种矿物尤为突出：蓝铁矿和硫铁矿。蓝铁矿是一种磷酸铁，而硫铁矿是一种硫化铁，与缺氧环境中的铁硫循环有关。
这些特征出现在由水沉积形成的岩石中，而不是熔岩中。火星上的这处遗址位于明亮天使岩层附近，这是一组露头，保存着与泥浆沉积后缓慢变化相符的层理和脉络。
质地和化学成分表明，低温反应重组了泥浆中已存在的元素。
这个细节很重要，因为低温适合生命能够适应的环境，而极高的温度往往会抹去脆弱的信号。
这张带有注释的“切亚瓦瀑布”图像显示了类似豹纹的图案（这些图案尤其吸引了科学家的目光）以及岩石中的橄榄石。该图像由美国宇航局“毅力号”火星探测车上的沃森仪器拍摄。图片来源：美国宇航局
地球微生物也会留下类似的痕迹。
在地球上，蓝铁矿通常形成于微生物还原富含水的沉积物中的铁并将磷捕获在蓝绿色结核中的地方。
实验室和田野工作证实了通过细胞外电子传递进行生物介导的蓝铁矿形成。
在缺氧泥浆中，硫酸盐还原菌主导化学反应的场所，经常会生成硫铁矿。在对照实验中，硫铁矿仅在活体生物培养体系中经过数月培养后才能检测到。
火星岩石的边缘富含蓝铁矿，包裹着富含硫铁矿的小核心。这种靶心状结构与地球某些沉积物中观察到的一系列电子转移反应相吻合。
这些都不能证明布莱特安吉尔泥浆中存在新陈代谢，但表明其化学成分符合新陈代谢的特征。这是一个微妙之处，也是科学家们措辞谨慎的原因。
火星生命存在的证据
潜在的生物特征是指可能具有生物起源的特征，但仍需要更多数据来排除非生物来源。
NASA 向任务团队和公众推荐“生命探测信心指数”（CoLD），该指数鼓励人为捏造声明并进行独立核查。
CoLD 的思维模式在实践中很简单。首先检测信号，然后排除污染，接着处理其他可能性，最后才能比较有把握地谈论火星生命。
“光明天使”项目目前处于研发阶梯的早期阶段。它完成了几个必要的步骤，但仍需实验室进行一些高难度的测试。
有机化合物也可以通过陨石到达地球，或者在没有生物作用的情况下形成。作者指出了这些途径，并描述了未来的分析方法如何区分不同的形成路径。
生命探测置信度（CoLD）等级由七个基准点构成，它描绘了一组观测结果作为生命存在证据的置信度递进过程。图片来源：NASA
生命探测置信度（CoLD）等级由七个基准点构成，它描绘了一组观测结果作为生命存在证据的置信度递进过程。
图片来源：NASA。点击图片放大。
谨慎前行
“这并非生命本身，”美国宇航局科学任务理事会副局长尼基·福克斯解释说，并强调这只是一种潜在的生物特征，而非生命存在的证据。论文的第一作者也表达了同样的谨慎态度。
“我们不能断言这不仅仅是一种潜在的生物特征，”胡罗维茨说道。其他官员也强调了其中的风险和局限性。
谨慎并非为了规避风险而规避风险。当问题如此重要时，谨慎是科学避免发出虚假警报的方式。
对宜居性的影响
如果蓝铁矿和硫铁矿是通过类似微生物的新陈代谢形成的，那么布莱特安吉尔就记录了地表水支持与当今某些细胞用于获取能量的相同化学策略的时期。
这将把火星的宜居期延长到杰泽罗这部分区域仍然潮湿的时期。
如果非生物途径也遵循同样的模式，那么岩石仍然记录着火星泥土中铁、硫和磷的氧化还原状态。这为我们了解火星在没有生物作用的情况下如何循环关键元素提供了一个窗口。
无论哪种结果，对整个故事都至关重要。火星并非只是干涸，它的化学成分也随着时间推移发生了变化，而这些样本让研究人员能够逐层追踪这种变化。
这项研究还指出了下一步需要测量的内容。同位素、微观结构以及地核中碳的精确结构可以将代谢特征与化学结构相似的物质区分开来。
这块浅色层状岩体包含了切亚瓦瀑布的天然地表目标、阿波罗神庙的磨蚀痕迹以及蓝宝石峡谷岩芯样本的位置。图片来源：《自然》杂志
这块浅色层状岩体包含了切亚瓦瀑布的天然地表目标、阿波罗神庙的磨蚀痕迹以及蓝宝石峡谷岩芯样本的采集位置。图片来源：《自然》杂志。点击图片可放大查看。
此前在火星上发现过硫磺。
2024 年，在火星上一个例行的日子里，NASA 的好奇号火星车碾过一块岩石，将其劈开。
这次意外却意外地带来了好运，揭示了火星上从未有人见过的东西：一簇引人注目的亮黄色硫磺晶体。
“好奇号”迅速将图像传回地球，令全世界的科学家感到震惊，其中包括美国宇航局喷气推进实验室（位于南加州）的“好奇号”任务项目科学家阿什温·瓦萨瓦达。
“发现一片由纯硫磺构成的石头，就像在沙漠中发现绿洲一样，”瓦萨瓦达说。“它本不应该出现在那里，这意味着我们现在必须解释它的存在。正是像这样——火星给我们带来惊喜的时刻——才让行星探索如此激动人心。”
硫在寻找生命的过程中扮演着关键角色。在地球上，一些微生物依靠硫化合物获取能量，这使得硫元素成为探索地球之外是否存在生命的重要线索。
火星盖迪兹峡谷的一块岩石，好奇号火星车曾在此发现黄色硫磺晶体。图片来源：NASA
确认火星生命存在的下一步步骤
作者们设计了实验室实验和地球上的类似实验，以检验非生物反应是否能够重现这些纹理和矿物组合。
他们还指出，有些分析需要在洁净的地球实验室中进行，包括同位素比率的分析，而生物学往往会使这些比率产生偏差。
样本返回计划将决定这些测试的进行速度。与此同时，探测车可以继续绘制这些地貌特征的聚集位置以及它们与附近其他岩层之间的关系。
PIXL 和 SHERLOC 已展现出足够的灵敏度，足以指导这项搜索。元素分布图和拉曼光谱检测结果相结合，能够提供一致的图像，并可应用于其他露头。
随着新靶点的记录，CoLD框架将有助于在不超前于数据的情况下沟通进展。这就是潜在的生物标志物如何转化为人们可以信赖的结果的过程。
最近对美国宇航局“毅力号”火星车于 2024 年 7 月钻取的蓝宝石峡谷泥岩岩芯进行的分析，为正在进行的火星生命探索增添了新的、令人信服的证据。
该研究描述了地球上通常与微生物活动相关的矿物和纹理。同时，作者强调，某些未知的非生物化学反应也可能解释这些信号。
EarthSnap
“毅力号的这项发现是我们迄今为止最接近发现火星生命迹象的一次。在火星上识别出潜在的生物特征是一项突破性的发现，它将增进我们对火星的了解，”美国宇航局前局长肖恩·达菲说道。
“NASA将继续致力于开展黄金标准科学研究，以实现将美国宇航员送上火星岩石土壤的目标。”
岩芯取自内雷特瓦山谷中一块名为“切瓦亚瀑布”的岩石，内雷特瓦山谷是一条古老的河道，宽约四分之一英里，曾经为耶泽罗火山口湖供水。
钻探完成后，毅力号将样本密封起来，以便将来可能返回地球，在那里实验室仪器可以进行远超火星车自身能力的测试。
火星泥岩内部
石溪大学(SBU)的首席作者 Joel A. Hurowitz报告称，一种细粒泥岩具有圆形反应前缘，非正式地称为豹纹斑点，此外还有嵌入层状沉积物中的小结核。
“毅力号”火星车的SHERLOC和PIXL仪器绘制了有机碳与磷酸盐、铁和硫的分布图，这些有机碳以独特的重复模式排列。
其中两种矿物尤为突出：蓝铁矿和硫铁矿。蓝铁矿是一种磷酸铁，而硫铁矿是一种硫化铁，与缺氧环境中的铁硫循环有关。
这些特征出现在由水沉积形成的岩石中，而不是熔岩中。火星上的这处遗址位于明亮天使岩层附近，这是一组露头，保存着与泥浆沉积后缓慢变化相符的层理和脉络。
质地和化学成分表明，低温反应重组了泥浆中已存在的元素。
这个细节很重要，因为低温适合生命能够适应的环境，而极高的温度往往会抹去脆弱的信号。
这张带有注释的“切亚瓦瀑布”图像显示了类似豹纹的图案（这些图案尤其吸引了科学家的目光）以及岩石中的橄榄石。该图像由美国宇航局“毅力号”火星探测车上的沃森仪器拍摄。图片来源：美国宇航局
地球微生物也会留下类似的痕迹。
在地球上，蓝铁矿通常形成于微生物还原富含水的沉积物中的铁并将磷捕获在蓝绿色结核中的地方。
实验室和田野工作证实了通过细胞外电子传递进行生物介导的蓝铁矿形成。
在缺氧泥浆中，硫酸盐还原菌主导化学反应的场所，经常会生成硫铁矿。在对照实验中，硫铁矿仅在活体生物培养体系中经过数月培养后才能检测到。
火星岩石的边缘富含蓝铁矿，包裹着富含硫铁矿的小核心。这种靶心状结构与地球某些沉积物中观察到的一系列电子转移反应相吻合。
这些都不能证明布莱特安吉尔泥浆中存在新陈代谢，但表明其化学成分符合新陈代谢的特征。这是一个微妙之处，也是科学家们措辞谨慎的原因。
火星生命存在的证据
潜在的生物特征是指可能具有生物起源的特征，但仍需要更多数据来排除非生物来源。
NASA 向任务团队和公众推荐“生命探测信心指数”（CoLD），该指数鼓励人为捏造声明并进行独立核查。
CoLD 的思维模式在实践中很简单。首先检测信号，然后排除污染，接着处理其他可能性，最后才能比较有把握地谈论火星生命。
“光明天使”项目目前处于研发阶梯的早期阶段。它完成了几个必要的步骤，但仍需实验室进行一些高难度的测试。
有机化合物也可以通过陨石到达地球，或者在没有生物作用的情况下形成。作者指出了这些途径，并描述了未来的分析方法如何区分不同的形成路径。
生命探测置信度（CoLD）等级由七个基准点构成，它描绘了一组观测结果作为生命存在证据的置信度递进过程。图片来源：NASA
生命探测置信度（CoLD）等级由七个基准点构成，它描绘了一组观测结果作为生命存在证据的置信度递进过程。
图片来源：NASA。点击图片放大。
谨慎前行
“这并非生命本身，”美国宇航局科学任务理事会副局长尼基·福克斯解释说，并强调这只是一种潜在的生物特征，而非生命存在的证据。论文的第一作者也表达了同样的谨慎态度。
“我们不能断言这不仅仅是一种潜在的生物特征，”胡罗维茨说道。其他官员也强调了其中的风险和局限性。
谨慎并非为了规避风险而规避风险。当问题如此重要时，谨慎是科学避免发出虚假警报的方式。
对宜居性的影响
如果蓝铁矿和硫铁矿是通过类似微生物的新陈代谢形成的，那么布莱特安吉尔就记录了地表水支持与当今某些细胞用于获取能量的相同化学策略的时期。
这将把火星的宜居期延长到杰泽罗这部分区域仍然潮湿的时期。
如果非生物途径也遵循同样的模式，那么岩石仍然记录着火星泥土中铁、硫和磷的氧化还原状态。这为我们了解火星在没有生物作用的情况下如何循环关键元素提供了一个窗口。
无论哪种结果，对整个故事都至关重要。火星并非只是干涸，它的化学成分也随着时间推移发生了变化，而这些样本让研究人员能够逐层追踪这种变化。
这项研究还指出了下一步需要测量的内容。同位素、微观结构以及地核中碳的精确结构可以将代谢特征与化学结构相似的物质区分开来。
这块浅色层状岩体包含了切亚瓦瀑布的天然地表目标、阿波罗神庙的磨蚀痕迹以及蓝宝石峡谷岩芯样本的位置。图片来源：《自然》杂志
这块浅色层状岩体包含了切亚瓦瀑布的天然地表目标、阿波罗神庙的磨蚀痕迹以及蓝宝石峡谷岩芯样本的采集位置。图片来源：《自然》杂志。点击图片可放大查看。
此前在火星上发现过硫磺。
2024 年，在火星上一个例行的日子里，NASA 的好奇号火星车碾过一块岩石，将其劈开。
这次意外却意外地带来了好运，揭示了火星上从未有人见过的东西：一簇引人注目的亮黄色硫磺晶体。
“好奇号”迅速将图像传回地球，令全世界的科学家感到震惊，其中包括美国宇航局喷气推进实验室（位于南加州）的“好奇号”任务项目科学家阿什温·瓦萨瓦达。
“发现一片由纯硫磺构成的石头，就像在沙漠中发现绿洲一样，”瓦萨瓦达说。“它本不应该出现在那里，这意味着我们现在必须解释它的存在。正是像这样——火星给我们带来惊喜的时刻——才让行星探索如此激动人心。”
硫在寻找生命的过程中扮演着关键角色。在地球上，一些微生物依靠硫化合物获取能量，这使得硫元素成为探索地球之外是否存在生命的重要线索。
火星盖迪兹峡谷的一块岩石，好奇号火星车曾在此发现黄色硫磺晶体。图片来源：NASA
确认火星生命存在的下一步步骤
作者们设计了实验室实验和地球上的类似实验，以检验非生物反应是否能够重现这些纹理和矿物组合。
他们还指出，有些分析需要在洁净的地球实验室中进行，包括同位素比率的分析，而生物学往往会使这些比率产生偏差。
样本返回计划将决定这些测试的进行速度。与此同时，探测车可以继续绘制这些地貌特征的聚集位置以及它们与附近其他岩层之间的关系。
PIXL 和 SHERLOC 已展现出足够的灵敏度，足以指导这项搜索。元素分布图和拉曼光谱检测结果相结合，能够提供一致的图像，并可应用于其他露头。
随着新靶点的记录，CoLD框架将有助于在不超前于数据的情况下沟通进展。这就是潜在的生物标志物如何转化为人们可以信赖的结果的过程。
