这些斑点可能预示着火星上存在生命——一位天体生物学家解释了原因

作为毅力号火星车穿越了一条古老的河谷火星' 杰泽罗陨石坑 早在 2024 年 7 月，它就钻入地表，从一个独特的名为切瓦亚瀑布的条纹岩石.

然后，火星车的仪器分析了样本，该样本是称为蓝宝石峡谷，并勘察了周围的岩石。

当科学家们开始研究数据时，他们发现两种富含铁的矿物以独特的斑点图案排列在岩石上。这两种矿物质都与地球上的生命有关。一种是在地球上分解有机物周围发现的，而另一种是由某些微生物产生的。

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一组研究人员确定研究发表于 2025 年 9 月 10 日，样本包含潜在的生物特征——这可能表明这颗红色星球曾经拥有微生物生命。

这些矿物可能是古代微生物利用化学反应产生能量时在岩石上形成的。但与生命无关的化学反应在一定条件下也能产生这些矿物质。

要了解更多信息，The Conversation US 询问艾米·威廉姆斯，佛罗里达大学的天体生物学家，关于火星上的生物特征狩猎以及这个蓝宝石峡谷样本的特别之处。

什么是生物特征？

生物特征是任何作为过去或现在生活证据的特征、元素、分子、物质或特征。它一定是没有生命就无法生产的东西。一些例子包括化石、有机分子源自生物过程，或仅通过微生物活动形成的矿物模式。

潜在的生物特征，即蓝宝石峡谷发现的描述方式，是一种可能具有生物起源的物质或结构，但在科学家得出生命存在或存在的结论之前，需要更多数据或进一步研究。

科学家如何确定某物是否可能是火星上的生物特征？

生物特征有许多不同的风格——化学、物理或结构。有些是相当明显的，比如恐龙地球上的化石，但大多数都更加微妙。

在地球上寻找古代生命部分为火星上生物特征的寻找提供了信息。研究人员依靠岩石记录中保存的微妙线索来解决诸如微生物生命在多久前出现在地球上等问题。我们在具有高保存潜力的陨石坑和湖床等环境中寻找这些证据，即那些可能保留生物特征的环境。

科学家可以应用这些技术到在火星上寻找生命。这就是为什么毅力号是被送往杰泽罗陨石坑.在远古的过去，火山口有一个河流供水的湖泊，这在地球上代表着一个宜居的环境：一个生命如果出现就会想要生活的环境。

这个陨石坑是寻找火星岩石记录中保存的古代生命的理想地点。然后，天体生物学家寻找类似于地球上生命影响的过程的化学、纹理和矿物模式。

是什么让这个样本独特而有趣？

蓝宝石峡谷样品是独一无二的，因为毅力号的 PIXL 和 SHERLOC 仪器揭示了被称为“豹斑”的独特纹理。

这些斑点是同心反应前沿——发生化学和物理反应的地方——富含矿物质vivianite，含有磷酸铁和灰铁矿，由硫化铁制成.

在地球上，薇薇安石通常在有机物腐烂较多的环境中形成，而某些使用硫酸盐作为能量的微生物会产生灰石。这两种矿物中的化合物都是称为氧化还原梯度，指的是物理空间上化学物质可以氧化（失去电子）或还原（获得电子）的一系列逐渐变化。

一个例子是将您的金属自行车留在雨中。随着时间的推移，还原铁（Fe²⁺）将失去一个电子，并且氧化至锈（铁³⁺).这个过程可能是非生物性的，因为接触水和氧气会驱动化学变化，使您的新自行车变成生锈的自行车——我建议不要把它留在雨中。

但一些氧化和还原过程本身非常缓慢，以至于它们发生的唯一方式是推动反应向前发展的生物体。这个过程是许多微生物（例如细菌）获得生存能量的过程。

由于蓝宝石峡谷样品中的这两种矿物都以氧化还原梯度出现，科学家预测，如果微生物生命存在的话，可能会在产生这些矿物特征的反应中发挥作用。

现在，科学家们正在研究不需要生命就能在样本上形成这些特征的解释。

科学家们是否预料到会发现这样的样本？

这是我们所希望的发现。然而，在这个特定的地方，这有些出乎意料。该样本来自该任务迄今为止调查过的一些最年轻的沉积岩。早些时候的预测假设古代生命的迹象将来自更古老的火星岩层。

在年轻的岩石中发现这些特征拓宽了时间窗口，即火星可能适合居住并表明火星在地球历史上可能比科学家之前想象的更晚才适合居住，而更古老的岩石也可能拥有更难被发现的生命迹象。

接下来的步骤是什么来判断样本是否表明过去生命的迹象，或者特征是否来自非生物过程？

矿物结合是微生物推动反应向前发展时可能发生的氧化还原反应的潜在指纹——但非生物过程，例如持续的高温，酸性条件和绑定方式有机化合物，也可以解释它们。

然而，切亚瓦瀑布岩石没有迹象表明它暴露在灰石和万石非生物形成通常所需的高温或酸度下。

尽管如此，回答这个问题的唯一明确方法是将样本送回地球，科学家可以使用先进的实验室技术来区分生物来源和非生物来源。

艾米·威廉姆斯，地质学助理教授，佛罗里达大学

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