“火星生命”实锤?NASA好奇号在火星上探测到有机分子

如果时间倒退30亿年,那时的火星磁场还没停止运转,大气还没被剥离,火星一派“地球”样貌,温暖潮湿,很适合生命生存。

因此长期以来,人类都将火星视为地球的姊妹星球,对寻找火星生命寄予厚望,先后发射了40余枚火星探测器希望找寻火星生命的遗迹。

而最近,发射于2011年11月的美国“好奇”号火星车返回了一个令人振奋的消息,它在火星的土壤内发现了有机分子——噻吩。这种分子在地球上被发现于生物体内,这是否也能证明火星曾经存在生命呢?


好奇号火星车于2012年8月6成功登陆火星盖尔陨石坑着陆,是人类第一台核动力火星车,距今已超期服役七年半。盖尔陨石坑也是一个神奇的地方,好奇号层次在此探测到疑似“生物气体释放”现象,这件事我放在文末了。


正是好奇号证实了火星土壤含有2%的水分,每0.03立方米的土壤就可以获得1升水。似乎这次,它也要替人类证实火星上是否存在生命了。


这次发现的“噻吩”是一种有机化合物物,其系统名是1-硫杂-2,4-环戊二烯,从结构式上看,噻吩是一种杂环化合物,也是一种硫醚,分子式为C4H4S,在常温下,噻吩是一种无色、有恶臭、能催泪的液体。

在地球上,噻吩是一种与生命过程有关的物质。例如苯并噻吩-4,7-醌就是从极端嗜酸热古菌中提取而来,而另一种包含两个噻吩环的化合物苯并二噻吩苯醌则是从硫化叶菌中发现的。同时,在白松露中,科学家也曾经发现过噻吩的身影。


噻吩也存在于煤炭与原油中,常被用于代替“苯”,作为染料和塑料的原料。噻吩聚合物也被发现拥有超导特性,在未来有望应用到量子计算机等新兴领域中。

噻吩由四个碳原子和一个硫原子排列构成一个正五边形环,而碳与硫都是产生生命所必需的元素。本次火星土壤内发现的大量噻吩类芳香族化合物似乎与生命途径更加吻合。但是由于这是火星,并不能排除非生命途径的合成。


例如人类曾经在陨石内发现噻吩,而且地质活动也可以促使噻吩产生。而且构成噻吩的硫原子是否来源于火星还是个问题,因为想要构成噻吩,硫必须是可以给出电子成键的亲核原子,而火星上更多的是以硫酸盐形式存在的非亲核原子。哪怕是硫酸盐还原法制备噻吩也需要将混合物加热到120摄氏度

不过我们也要注意到,在地球上有一种厌氧菌,可以将硫酸盐还原成硫单质,这就是Ⅱ型硫酸盐还原菌


硫酸盐还原菌

硫酸盐还原菌是一种厌氧菌,共有两类,Ⅰ类是将硫酸盐还原成硫化氢,Ⅱ类便是将硫酸盐还原成硫单质。经过该菌的处理,硫既有机会参与到合成噻吩类芳香族化合物的产生过程中。是否在远古火星也会存在这样的细菌呢?

不过可惜的是,由于制造时技术水平有限,好奇号火星车必须将样本加热到500℃以上才能够分析样本中的物质含量。这样可能会破坏原本样本中其他物质,让检测信息量下降。但是,由欧洲和俄罗斯联合推出的、已经推迟到2022年发射的罗莎琳德•富兰克林号火星车将搭载更加先进的分析设施,届时将给我们带来更多有效的化合物信息。

富兰克林号示意图

其实这也不是“好奇号”首次在火星上发现疑似生命的痕迹了,早在2012年,好奇号就在其着陆地盖尔陨石坑发现了“甲烷飙升”现象。根据分析,该陨石坑曾经为一个古湖泊。短短60个火星日,该地甲烷含量急剧飙升10倍,并在接下来47个火星日中突然下跌,且甲烷集中在一个区域,当好奇号行驶1公里后,大量甲烷就神奇地消失了。科学家表示,这无法用冰层中捕获的火山气体释放来进行解释,也无法解释为火星土壤甲烷的释放。因为变化曲线都无法拟合模型。

有的科学家就猜想,这可能是“生物气体”的释放。在地球上生物有很多途径生成甲烷,最经典的例子就是“屁”,而“甲烷细菌”也无处不在。于是就有人猜想,这是火星上现存或者远古生命的产物所致。

不过尽管有如此发现,在未捕捉到活生生的生命或者准确无误的痕迹前,我们还是没法确定人类在宇宙中是否是孤独的。

这项研究发表在2月24日《天体生物学》杂志上。

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