科學(xué)家通過分析1984年探險(xiǎn)隊(duì)帶回的一塊火星撞擊碎片在其中發(fā)現(xiàn)了含氮有機(jī)物，這和18年好奇號對火星的探測結(jié)果相吻合：火星確實(shí)曾經(jīng)富含有機(jī)物。

1984年12月27日，一個(gè)隕石搜集探險(xiǎn)隊(duì)在南極洲發(fā)現(xiàn)了一顆圓形黑色碎石，經(jīng)測量得知長寬高為6x4x3英寸。這顆隕石編號ALH84001，來自火星，它暗藏了關(guān)于了解這顆紅色星球早期歷史甚至早期生命的蛛絲馬跡。

一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)正在探測ALH84001這顆火星隕石并且在它內(nèi)部發(fā)現(xiàn)了有機(jī)分子的痕跡，這為火星曾經(jīng)存在過至關(guān)重要的生命成分提供了更有力的證據(jù)。

這一研究成果本周已經(jīng)刊發(fā)在《自然》雜志，同時(shí)如今的探測也證明了早期生命痕跡能夠被保存數(shù)百萬年之久。

火星隕石ALH84001的巖石碎片（左），放大后的視角（右）展示了橙色的碳酸鹽顆粒。

圖源：Koike et al. (2020) Nature Communications.

這一項(xiàng)新興研究背后的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)針對ALH84001隕石樣本進(jìn)行了分析，并在碳酸鹽礦物中探測到了含氮有機(jī)物，而它通常在地下水中形成。因此，這些發(fā)現(xiàn)不僅是火星上曾經(jīng)存在過生命的線索，同時(shí)也證實(shí)我們當(dāng)下看到的這顆龜裂貧瘠的紅色星球曾幾何時(shí)是一顆濕潤宜居的類地行星。

新發(fā)現(xiàn)也是對目前在進(jìn)行的火星有機(jī)分子研究的支持。

2018年NASA的“好奇號”火星車在火星表面的一處30億年沉積巖中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)分子。

有機(jī)分子中含有碳和氫，可能還包括氧、氮和其他成份。雖然它并不是生命存在的直接證據(jù)，但通常和一些生命形態(tài)密切相關(guān)。盡管火星上并不是第一次發(fā)現(xiàn)有機(jī)分子的痕跡，但研究卻是首次在有機(jī)分子中發(fā)現(xiàn)氮。

針對這項(xiàng)研究，團(tuán)隊(duì)人員利用了X射線光譜儀探測ALH84001中的氮并追蹤到碳酸鹽礦物。ALH84001據(jù)推測已有40.9億年歷史，是在地球上發(fā)現(xiàn)的太陽系最古老的隕石之一?？茖W(xué)家們相信此前一顆隕石撞擊了火星導(dǎo)致它被噴射出來，并飛越了宇宙空間而最終落戶地球。

為確保隕石從火星到地球途中沒有被其他物質(zhì)污染，研究人員揭下了一小部分碳酸鹽顆粒，寬度只相當(dāng)于人類毛發(fā)大小。然后在日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）使用掃描電子顯微鏡聚集離子束儀器剝離可能被污染的表層。

研究顯示這些含氮有機(jī)化合物可能已經(jīng)被保存在這個(gè)礦物質(zhì)當(dāng)中40億年之久，并且被包裹進(jìn)火星巖石最后來到地球。

至于這些有機(jī)礦物一開始是如何到達(dá)火星的，研究團(tuán)隊(duì)表示它們要么是在火星上形成的，要么是來自于火星之外。

“在太陽系形成早期，火星很可能擁有大量有機(jī)物，” 研究團(tuán)隊(duì)首席作者小林淳子在報(bào)告中闡述，她來自東京工業(yè)大學(xué)下屬的地球生命科學(xué)學(xué)院（ELSI）。她還寫到，“比如從富含碳元素的隕石、彗星和塵埃顆粒來看。其中一些可能已經(jīng)在鹵水中溶解然后被包裹在碳酸鹽內(nèi)部。”

從另一角度來看，火星早期的化學(xué)反應(yīng)也許自己生成了含氮有機(jī)物。

在搜尋這顆紅色星球上古老生命的過程中，科學(xué)家們?nèi)匀辉谠噲D了解這些有機(jī)分子的來龍去脈，并且研究它們是否和火星的一些生化活動形態(tài)有關(guān)。

摘要：探究火星上有機(jī)物質(zhì)的來源是當(dāng)今行星科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)主要的課題。機(jī)器人探測火星沉積巖任務(wù)以及實(shí)驗(yàn)室分析火星隕石工作都報(bào)告了似乎存在火星本土的有機(jī)組成部分。但是我們對于它們都來源、演化和保存知之甚少。這里我們在火星隕石中發(fā)現(xiàn)了40億年之久的鎵（Ga）元素碳酸鹽，既阿蘭山84001（ALH84001），通過開發(fā)高空間分辨率原位氮化學(xué)形態(tài)形成的新技術(shù)，保存本地含氮有機(jī)物。這些有機(jī)物質(zhì)是在諾亞時(shí)代在當(dāng)?shù)睾铣刹⑶遥ɑ蛘撸┩ㄟ^隕石來到火星上的。來自火星近地表含水流體的碳酸鹽，蝕變礦物，在漫長的地質(zhì)時(shí)期內(nèi)，將有機(jī)物質(zhì)保存完好。這種含氮化合物的存在需要非生物的或可能是生物的固氮作用和氨儲存，這表明早期火星的氧化環(huán)境不如現(xiàn)在。