火星上没有生命吗,火星上是否没有生命存在

在火星上寻找生命最好的方法就是发现一个多触角的东西从岩石后面跳出来向我们挥手：“欢迎，地球人，我在这里！”，就好比科幻作家想象中的画面。第二个好方法是，一个巡视器捡起的土壤样本里看到一些扭动的微生物。

但是火星表面是一个极端恶劣的环境，如果生命的迹象存在或曾经存在，可能也很难被发现。但这并不意味着没有更好的办法去寻找它。

在地球上，这意味着寻找化石。“恐龙骨骼，”欧洲航天局（ESA）的火星天文生物学任务（ExoMars）项目的科学家豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）说，“如果你看到类似的东西，你可以说它曾经存在过。”

但是遗憾的是，这并不适用于微生物。“你需要一台电子显微镜去观察他们。”豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）说，“但是你无法带它去火星。”即使你可以，“它们是小棒状和球体，但是有各种与生命无关的演化过程可以产生棒状和球体。”

图解：迄今为止，对火星的密集监测中未能提供现在和过去存在生命的证据。

美国宇航局（NASA）

这正是1984年面临的问题。当时科学家在南极洲的艾伦山地区发现了一颗1.9千克的陨石：这颗陨石被证明是由一颗古老的小行星撞击火星表面喷出的碎片。

当电子显微镜图像显示看起来有很像棒状结构的化石微生物时，科学家们兴奋不已，甚至美国总统比尔·克林顿（Bill Clinton）在白宫简报中都谈到了此事。然后一切都破灭了。

“很快就发现它与火星的生命无关。”美国宇航局（NASA）位于加利福尼亚州帕萨迪纳喷气推进实验室（JPY）的澳大利亚地质学家兼天体生物学家的阿比盖尔·阿尔伍德（Abigail Allwood）说，“这可能是受到了地球岩石的污染，或者它并不是生物。”

阿比盖尔·阿尔伍德（Abigail Allwood）说，从那时起，艾伦山陨石中的其他特征被认为是生物的起源，但是由于地质构造过程中也会产生这些特征，因此被否决。

她说，火星陨石只是被破坏的地质环境下的普通岩石。“如果我们对于岩石形成的背景有所了解，”她补充说，“我们就能确认正确的是生物学或者非生物学假设。但是对于陨石来说存在的问题是我们没有这种背景。”

然而，这个问题并不存在于在火星表面运行的火星车上，它能够探测到整个微生物群落留下的印记。“不仅仅是一种微生物，”豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）说，“而是成千上百种。”

类似的地层已在地球上发现，如在西澳大利亚皮尔巴拉地区，由阿比盖尔·阿尔伍德（Abigail Allwood）带领的团队发现了发现了称为叠层石的特征——由单细胞生物垫形成的丘状结构——在岩石中有34.3亿年了。

豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）认为在火星上也发现了类似的地层，尤其是在曾经靠近喷灰的火山的湖底。“如果存在生命，那么灰烬的沉淀方式将有所不同。”他说，“如果没有生命，灰烬将沉淀在底部，并形成大致水平的一层。”

但是如果湖底有微生物菌落，这些微生物可能会将沉淀的颗粒捕获，从而形成类似叠层石的结构。“这是一个告诉你微生物存在的印记。”

和寻找化石一样，我们也能寻找到含有与生命有关的化学物质的岩石。

科学家并不是寻找与我们自身脂类、蛋白质和DNA相同的化学物质，而是寻找任意可以代替火星生命的化学物质残余物。2017年豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）及其同事表示，这些残余物可以在十亿年里保持不变，并且有四个与众不同的特征。分别如下：

纯手性

许多有机分子的形状是不对称的，就好比是我们的“左手”和“右手”。非生物过程往往使它们产生相同的数量。生物却只产生一种或者相反的物质。但是好奇号探测器并不具备测试在火星上发现的有机化学物质的手性的能力。

分子结构和质量的“聚簇”

地球生命倾向于偏向于有限尺寸范围的构造块。例如，脂质倾向于聚集在14至20碳范围内，即使没有理论上的原因，它们不具有更多或更少数量的碳。同样，我们的DNA和RNA使用的五个核苷酸碱基（四个用于DNA，另一个用于RNA）的分子量在112和151之间，而我们用来制造蛋白质的氨基酸的分子量范围为75到204。“如果你发现有化合物的‘岛屿’，”豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）说，“这种聚簇是一种生物印记。”

重复分子亚基

我们知道生命就像在制作化学制品一样，每次增加一个子单元。我们在蛋白质和DNA中看到了这一点，但它也出现在较小的分子中，如脂质，它们以双碳单元组装 - 这意味着它们往往具有偶数碳（14，16，18等）。类异戊二烯 - 精油和色素的成分，包括叶绿素 - 组装在五碳亚基中。即使这些化学品随着时间的推移而分解，它们的降解产物仍保持相似的模式。“除非涉及到生命，否则这种情况不会发生。”豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）说。

同位素比率

我们熟知的生物的产生与简单的工作不同，他们由不同的重要的同位素化合物组成，例如碳。非生物却没有这个特点。在地球上，最常见的是碳的两种稳定同位素12C和13C，较重的13C同位素并不受欢迎。影响并不大，但足够测量，这两种同位素的比例可用于确定含碳化合物是否具有生物或非生物来源。甚至可以用来确定运动员体内中的类固醇和激素是由实验室合成的药物作用，还是由自身产生的，由此可以判断他们是否作弊。在火星上，与其背景相比，12C / 13C比率的任何变化都将是由生命产生的重要标志，而不是地质。

当然，在未来探测器可能会发现活的有机体，而不是以前的岩石中含有的降解的化学物质。但着并不是问题，豪尔赫·瓦戈（Jorge Vago）说，“如果你有一个有效载荷，旨在寻找过去的生命的迹象是具有挑战性的；而如果你要拿起一个含有活的微生物的样本，就好比在公园散步去检测那些化学成分一样简单。”