关键问题在于,这些岩石是陨石,是从火星表面剥离下来的,它们脱离了原先的地质环境。如果我们能够知道关于这些陨石形成时间的信息,我们就能够确定,这些结构到底是火星生命造成的,还是地质变化造成的。但是很可惜,我们不知道。
不过,火星漫游车并不存在这个问题。身在火星上的它直接在火星地表作业,就可以直接判断岩石中是否存在火星生命的遗迹。很多微生物都可以在岩石中留下蛛丝马迹。
这样的例子在地球上屡见不鲜。比如在西澳大利亚的皮尔巴拉地区,由Allwood带领的科研团队就在34.3亿年前的岩石中找到了类似叠藻岩层的一层微生物遗骸。
Vago认为,同样的微生物遗骸的结构也可能在火星上找到。尤其是在那些曾经是湖底的,并且靠近活火山岩层中。Vago的研究表明:“如果有生命存在,火山灰的堆积方式会改变。没有生命存在的火山灰会形成层层堆叠的结构,而如果有生命存在的话,这些微生物最后会把火山灰沉积物变成像叠藻岩一样的结构。这样的区别一目了然。你可以轻松辨认出,曾经有微生物活在那里。”
2.古老岩层中的生命迹象
如果不能直接在岩石中发现化石,那么发现与生命有关的化学物质也一样有用。
科学家们并不是在寻找那些与人类生命活动有关的物质,如脂类,蛋白质和DNA,而是那些只要能构成火星生命的物质的残余物。不过它们很难在数十亿年里仍然保持稳定的性质,所以Vago和他的同事们找出了4类能证明生命存在的物质。尽管它们已经和能构成地球生命的物质相去甚远。它们是:
单一手性分子
很多有机分子是不对称的,也就是说,每一种分子都存在两种不同的手性分子。无机化学过程往往产生等量的两种手性分子,而生物化学过程往往主要产生其中一种。虽然我们已经在火星上发现了有机分子,但是好奇号火星漫游车并不能够判断它们的手性。
结构和质量集中分布的分子
地球上的生命喜欢用一定大小和质量数的分子来组成有机物。比如说,单个脂类分子的碳原子个数集中在14到20个,迄今为止都没有任何研究能够解释为什么脂类分子没有含有更多或更少碳原子的原因。同样的,构成DNA和RNA的5种核苷酸质量数分布在112到151之间,而用于合成蛋白质的氨基酸的质量数分布在75到204之间。“如果你能够发现一个物质质量集中分布的‘稳定岛’,那么这种集中分布就是生命的迹象。
重复的分子亚基
我们所熟知的生命喜欢将先产生一个个小分子碎片,然后一个亚基一个亚基的进行组装。我们知道蛋白质和DNA就是这样组装的。但是在一些小分子的形成也遵循同样的规律。比如脂类小分子是由一个个两碳小分子组装而成,这也就意味着脂类分子的碳数一般是偶数。(如14,16,18等)。而异戊二烯类分子——它们通常是油类和色素的关键成分,包括叶绿素,都是由5碳小分子组装而成。即使在岁月的长河中这些聚合物分解了,它们的产物通常保持了类似的结构性质。Voga认为,如果不是生命存在干预的话,这样的结构很难形成。
比例不寻常的同位素
与无机化学反应相比,有机过程——至少是我们已知的有机过程,会让那些有同位素的原子,如碳,发生一定的反应倾向。无机反应在产物的同位素比例中没有明显的倾向。在地球上,最常见的例子就是,碳的两种稳定的同位素碳12和碳13。在有机体内,更重的碳13的含量明显低于碳12。这种倾向的影响并不大,但是含量的差异已经达到可以让科学家判断哪些物质是有机过程产生的,哪些是无机反应的产物。这种差异甚至可以用来鉴别那些被怀疑使用兴奋剂的运动员体内的物质到底是实验室制造的还是他们自己的身体产生的。所以在火星上,如果同样出现了环境碳12和碳13比例的严重失衡,那么这很有可能就是生命存在的证据,而不是地质原因。
3.寻找甲烷的踪迹
也许未来的火星漫游车可能能够直接获得火星微生物的活体样本,但即使它们只能找到岩石中已经降解的生物的残余物也是可以接受的。毕竟,“如果你设计的计划就是去挑战困难,去直接寻找生物遗迹或者活得的微生物,就好像仅仅走在一个大花园中,就想要知道每一种生物的化学结构一样。”
但是另一种判断火星上是否存在生命的方式只需要检测火星大气中的甲烷。在地球上,大多数甲烷都是由生命过程产生的,包括牛的屁和植物的降解。但是甲烷在地质活动的过程中也会产生。比如水和橄榄石会发生蛇纹石化反应,生成甲烷气体和一种叫蛇纹石的岩石。
美国喷气推进实验室的科学家Chris Webster说:“在2004年,欧空局的火星快车号航天器在多处火星表面探测到甲烷的迹象。但是最终都一无所获。因为这些都是独立的事件,没有任何可辨识的模式。”