NASA 意外發現火星上最大的有機物

NASA 的好奇號火星車檢測到在這顆紅色星球上發現的最大的有機（含碳）分子。

這一發現是尋找火星上過去生命證據的最重要發現之一。這是因為，至少在地球上，相對復雜的長鏈碳分子參與了生物學。

這些分子實際上可能是脂肪酸的片段，例如，存在于生物細胞周圍的膜中。

科學家們認為，如果火星上曾經出現過生命，那它很可能是自然界中的微生物。

由于微生物非常小，因此很難確定在火星上發現生命的任何潛在證據。這些證據需要更強大的科學儀器，這些儀器太大了，無法放在漫游車上。

“好奇號”發現的有機分子由長鏈連接的碳原子組成，其他元素（如氫和氧）與它們鍵合。

它們來自一塊有 37 億年歷史的巖石，被稱為坎伯蘭 （Cumberland），火星車在火星蓋爾隕石坑 （Gale Crater） 的一個推測是干涸的湖床上遇到了它。科學家們使用了Mars 樣品分析 （Sam） 儀器在 NASA 漫游車上進行發現。

科學家們實際上是在尋找氨基酸的證據，氨基酸是蛋白質的組成部分，因此是我們所知道的生命的關鍵組成部分。但這個意外的發現幾乎同樣令人興奮。該研究發表在美國國家科學院院刊.

這些分子包括癸烷，它有 10 個碳原子和 22 個氫原子，以及十二烷，有 12 個碳原子和 26 個氫原子。這些被稱為烷烴，屬于被稱為碳氫化合物的化合物的范疇。

這是在火星上尋找生命的激動人心的時刻。今年 3 月，科學家提供的證據毅力號火星車在火星其他地方采樣的不同巖石中的特征。

這些特征被稱為“豹斑”和“罌粟種子”，可能是由遙遠過去的微生物作用產生的，也可能不是。這些發現已在美國會議上發表，尚未在同行評審期刊上發表。

這Mars 樣本返回任務是美國宇航局和歐洲航天局之間的合作，它為毅力號收集和儲存的巖石樣本可以帶到地球進行實驗室研究帶來了希望。

地球實驗室中可用的強大儀器最終可以確認是否有明確的證據證明火星上過去的生活。

然而，在 2023 年，一個獨立審查委員會批評了 Mars Sample Return 預算的增加。這促使各機構重新考慮如何執行這項任務。他們目前正在學習兩個修訂的選項.

生命跡象？

坎伯蘭是在蓋爾隕石坑的一個名為耶洛奈夫灣.這個區域包含的巖層看起來可疑沉積物形成時堆積在湖底。

“好奇號”的科學目標之一是研究火星上過去的條件可能適合生命發展的前景，因此古老的湖床是尋找生命的理想場所。

研究人員認為，烷烴分子可能曾經是更復雜的脂肪酸分子的組成部分。在地球上，脂肪酸是脂肪和油的成分。例如，它們是通過生物活動在幫助形成細胞膜的過程中產生的。

這建議的存在該巖石樣本中的脂肪酸已經存在多年，但新論文詳細介紹了完整的證據。

脂肪酸是長的線性烴分子，一端是羧基 （COOH），另一端是甲基 （CH3），形成碳原子和氫原子鏈。

脂肪分子由兩個主要成分組成：甘油和脂肪酸。甘油是一種醇分子，具有三個碳原子、五個氫和三個羥基（化學鍵合氧和氫，OH）基團。

脂肪酸可能有 4-36 個碳原子;但是，他們中的大多數都有 12-18 人。在坎伯蘭發現的最長的碳鏈有 12 個原子長。

保存在古代火星巖石中的有機分子提供了火星過去宜居性的重要記錄，可能是化學生物特征（曾經存在生命的跡象）。

來自坎伯蘭的樣本已被分析通過 Sam 儀器多次使用不同的實驗技術，并已顯示出粘土礦物的證據，以及第一個（更小、更簡單的）有機分子早在 2015 年就在火星上發現。

其中包括 Gale 隕石坑沉積巖中的幾類氯化和含硫有機化合物，其化學結構多達六個碳原子。這項新發現使火星上單個分子中發現的碳原子數量增加了一倍。

烷烴分子在火星上尋找生物特征方面具有重要意義，但它們實際上是如何形成的尚不清楚。它們也可以通過不涉及脂肪酸或生命的地質或其他化學機制獲得。這些被稱為非生物來源。

然而，它們今天完好無損地存在于暴露在惡劣環境中數百萬年的樣本中，這一事實給了天體生物學家（研究地球以外生命可能性的科學家）希望，今天仍然可以檢測到古代生命的證據。

樣品中可能含有更長鏈的有機分子。它還可能包含更復雜的分子，這些分子表明生命，而不是地質過程。

不幸的是，山姆沒有能力探測到這些，所以下一步是將火星巖石和土壤送到地球上更有能力的實驗室。

Mars Sample Return 將使用毅力號火星探測器已經收集的樣本執行此作。現在需要的只是預算。

德里克·沃德-湯普森， 天體物理學教授，中央蘭開夏大學和梅根·阿爾戈， 天文學高級講師，中央蘭開夏大學

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