
美国国家航空航天局(NASA)于2025年9月10日公布研究成果,其火星探测器“毅力号(Perseverance)”在2024年采集的岩石样本中,确认含有可能源自生物活动的矿物 。
进行数据分析的是纽约州立大学石溪分校的乔尔·胡罗维茨(Joel Hurowitz)团队,总结该研究成果的论文于同日发表在《自然》杂志上。
此次发现的矿物也可能通过非生物过程生成,并且“毅力号”所搭载设备的现场分析存在局限性。要最终判断这些矿物是否源自生物,将采集的样本带回地球进行分析的 “样本返回” 必不可少。
NASA与欧洲航天局(ESA)共同推进火星样本返回(Mars Sample Return,MSR)计划。“毅力号” 作为该计划的一部分,于2021年2月抵达火星的杰泽罗(Jezero)陨石坑,截至成果发表时已采集27个岩石核心样本。但由于MSR成本高昂且周期漫长,NASA正在重新审视样本回收方法。
受2025年1月成立的第二届特朗普政府削减NASA科学领域预算影响,美欧的MSR计划有可能终止,“毅力号” 采集的样本能否有机会在地球设备上进行分析,目前情况尚不明朗。
胡罗维茨团队分析的数据来自一块名为 “切亚瓦瀑布(Cheyava Falls)” 的岩石,大小约1m×0.6m 。
“切亚瓦瀑布” 是 “毅力号” 于2024年7月发现的岩石,在对名为 “亮天使(Bright Angel)层” 的沉积层进行探测时被找到。“亮天使” 层位于约400米宽的 “内雷特瓦峡谷(Neretva Vallis)”,据信是35亿年前流入杰泽罗陨石坑的水流冲刷形成。
“毅力号” 利用X射线荧光分析仪 “PIXL” 和紫外拉曼光谱仪 “SHERLOC” 对 “切亚瓦瀑布” 进行数据采集,并采集了名为 “蓝宝石峡谷(Sapphire Canyon)” 的第25个样本(岩石核心为第22个)。
据NASA称,“切亚瓦瀑布” 被发现时,已知 “亮天使” 层由粘土和粉砂构成。在地球上,粘土和粉砂容易留存微生物痕迹 。
此外,“亮天使” 层富含有机物、硫、氧化铁和磷,胡罗维茨表示 “这些可能是微生物代谢过程中丰富的能量来源” 。
也就是说,在易留存微生物痕迹的地层中,存在能够支持微生物活动的物质,基于这些原因,“切亚瓦瀑布” 受到研究者关注 。
尤其从发现时起就备受关注的,是 “切亚瓦瀑布” 暴露表面上直径0.2 – 1mm的众多斑点,类似豹纹斑点。研究团队分析结果显示,这些斑点可能含有蓝铁矿(vivianite,一种含水磷酸盐矿物)和硫复铁矿(greigite,一种硫化铁) 。
据NASA介绍,蓝铁矿在地球上常见于沉积层、泥炭地以及腐烂有机物周围,硫复铁矿也可能由微生物生成。这种组合可能是沉积物与有机物之间发生反应(电子转移反应)形成的,有可能是微生物痕迹 。
然而,这些矿物在持续高温或酸性环境等条件下,也可能通过非生物过程生成。但由于 “亮天使” 层岩石没有证据表明曾处于高温或酸性环境,研究团队指出 “这些斑点作为潜在生物特征(生命存在迹象)值得研究” 。
换句话说,此次研究成果表明,带有 “豹纹” 斑点的 “切亚瓦瀑布” 岩石,从火星生命探测角度看,很可能具有实际研究价值 。
另外,“亮天使” 层是35亿年以上的相对年轻沉积层,这一点也受到关注。这表明火星上生命有可能在比此前认为更晚的时代生存,暗示更古老岩石中也可能存在生命迹象 。
即便如此,“毅力号” 是为MSR计划设计的,其搭载科学设备能力有限。正如论文所述,理解所发现矿物意义的最佳方式,是利用地球设备分析从 “切亚瓦瀑布” 采集的岩石核心(“蓝宝石峡谷”)。
关于此次研究成果,2025年7月就任的NASA代理局长肖恩·达菲(Sean Duffy)在新闻稿开头评论称,“特朗普总统首届任期内发射的‘毅力号’此次发现,是人类迄今最接近在火星发现生命的成果” (注:“毅力号” 于2020年7月在第一届特朗普政府期间发射)。
但如开头所述,NASA和ESA的MSR计划能否将样本带回地球尚不明朗。第二届特朗普政府有削减NASA科学领域预算的态势,2025年5月,在达菲就任代理局长之前,收到预算提案的NASA也曾提及终止MSR计划等可能性 。
与此同时,中国也宣布将进行火星样本返回任务。根据中国国家航天局(CNSA)2025年3月发布的消息,计划于2028年左右发射的火星探测任务 “天问三号(Tianwen – 3)” 旨在从火星表面返回样本,样本预计于2030年左右抵达地球 。
在2025年9月10日举行的媒体电话会议上,代理局长达菲表示,他相信有更好的MSR方法,认为可以更快、更经济地完成。人类历史上首次火星样本返回将由谁实现,带回的样本又会有何发现,未来进展值得关注。
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