宇航局的漫游者已经到达了一个有希望在火星上寻找生命化石的地方

当我们在地球上过着日常生活时，一个小型汽车大小的核动力机器人正在火星上缓慢行驶，寻找化石。根据官方任务目标，与它的前身好奇号不同，美国宇航局的毅力号火星车明确旨在“寻找过去生命的潜在证据”。

杰泽罗陨石坑之所以被选为着陆点，主要是因为它含有30亿多年前一条河流流入湖泊时沉积的古代泥浆和其他沉积物的残余物。我们不知道那个湖里是否有生命，但如果有的话，毅力号可能会找到它的证据。

我们可以想象“毅力”号遇到了保存完好的大型微生物菌落化石——也许类似于太阳能细菌沿着地球古代海岸线产生的卷心菜状“叠层石”。像这样的化石足够大，可以用火星车的相机清晰地看到，并且还可能含有古代生命的化学证据，火星车的光谱仪器可以检测到这些证据。

但即使在如此乐观的情况下，我们也不能完全确定我们是否发现了化石，除非我们能在地球实验室的显微镜下看到它们。这是因为非生物过程产生的地质特征有可能类似于化石。这些被称为伪化石。这就是为什么“毅力号”不只是在原地寻找化石：它还在收集样本。如果一切顺利，大约30个样本将通过与欧洲航天局(ESA)合作计划的后续任务返回地球。

本月早些时候，美国宇航局宣布，一个特别有趣的样本，即毅力号的第24号样本，非正式地命名为“彗星间歇泉”，已加入火星车不断增加的收藏中。这个岩石来自一个名为本生峰(BunsenPeak)的露头，它是靠近火山口边缘的称为边缘单元(MarginUnit)的岩石沉积物的一部分。

这个岩石单元可能是沿着古湖的海岸线形成的。火星车仪器显示，本生峰样本主要由碳酸盐矿物(地球上石灰石、白垩和石灰华等岩石的主要成分)组成。

小碳酸盐颗粒与纯二氧化硅(类似于蛋白石或石英)胶结在一起。美国宇航局的新闻稿援引毅力号项目科学家肯·法利的话说：“当我们决定调查杰泽罗陨石坑时，我们就希望找到这种岩石。”

但碳酸盐有什么特别之处呢?从天体生物学(宇宙生命研究)的角度来看，是什么让本生峰样本特别令人兴奋?嗯，首先，这块岩石可能是在我们认为适合居住的条件下形成的：能够支持我们所知的生命新陈代谢。

适宜居住的因素之一是水的可用性。碳酸盐和二氧化硅矿物都可以通过液态水中的直接沉淀而形成。样品24可能是在与生命相容的温度和化学条件下从湖水中沉淀出来的，尽管可能还有其他可能性需要测试。事实上，碳酸盐矿物在火星上极其罕见，而火星上一直有大量可用的二氧化碳。

在早期火星的潮湿环境中，二氧化碳应该溶解在水中并发生反应形成碳酸盐矿物。对本生峰和样本24发送到地球后的分析可能最终帮助我们解开这个谜团。露头的一面有一些有趣的粗糙和条纹纹理，可以澄清其起源，但如果没有更多数据，它们很难解释。

其次，我们从地球上的例子知道，古代沉积碳酸盐可以产生奇妙的化石。此类化石包括由细菌直接沉淀的碳酸盐晶体组成的叠层石。毅力还没有看到令人信服的例子。

边缘单元中有一些同心圆图案，但几乎可以肯定它们是风化的结果。然而，即使在没有叠层石的地方，地球上的一些古老的碳酸盐也含有微生物细胞的化石群落，这些微生物细胞形成了幽灵般的雕塑，其中原始的细胞结构已被矿物取代。

“彗星间歇泉”样本的小颗粒表明保存脆弱化石的潜力更大。在某些条件下，细粒碳酸盐甚至可以保留有机物——构成生物的脂肪、色素和其他化合物的改性残留物。硅水泥使这种保存更有可能：二氧化硅通常比碳酸盐更硬、更惰性、渗透性更差，并且可以保护岩石内的化石微生物和有机分子在数十亿年的时间里免受化学和物理变化。

当我和我的同事为这次任务撰写一篇名为《火星上化石现场指南》的科学论文时，我们明确建议对细粒硅质胶结岩石进行取样。当然，为了破解这个样本并探索它的秘密，我们需要将它带回地球。

最近，一项独立评论批评美国宇航局从火星返回样本的计划风险太大、速度太慢且成本太高。现在正在评估修改后的任务架构以应对这些挑战。与此同时，美国宇航局加利福尼亚州喷气推进实验室的数百名杰出科学家和工程师失去了工作，因为美国国会未能提供必要的支持，实际上减少了火星样本返回的资金。

火星样本返回仍然是美国宇航局行星科学的最高优先事项，并得到世界各地行星科学界的大力支持。毅力号的样本可能会彻底改变我们对宇宙生命的看法。即使它们不含化石或生物分子，它们也将推动数十年的研究，并为子孙后代带来关于火星的全新视角。让我们希望美国宇航局和美国政府能够不辜负他们的漫游者的名字，并坚持下去。

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