数十亿年前，火星上的环境条件远比今天更为宜居。这颗离我们最近的行星很可能温暖、潮湿，并被浓厚的大气层所环绕。当时是否可能演化出简单的微生物，至今仍是个未解之谜。
NASA的火星车已在火星岩石中发现了有机分子，但其中没有任何一种能够明确地与生命联系起来。罗莎琳德·富兰克林号将于2030年加入火星上的“搜寻团队”。这台欧洲火星车的主要任务之一就是探测有机分子。来自马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）、哥廷根大学以及法国尼斯蔚蓝海岸大学的研究人员，现已对相关测量原理做了新一轮压力测试。他们的研究结果发表在《地球与行星科学快报》上。
要证明火星上曾经存在过生命，即便是对欧空局的火星车来说，也是一项艰巨的任务。怎样才能把数十亿年前属于生物体的有机分子，和通过非生物过程形成的分子区分开呢？哪些分子特别适合揭示那段过去？研究人员把希望寄托在了姥鲛烷（C19H40）和植烷（C20H42）上，这两种碳氢化合物来自生物体，在地球上是石油的组成成分，而且它们特别稳定。
“如果火星上曾经存在过生命，那么像姥鲛烷和植烷这样的分子就代表了重要的分子生物标志物，它们可能留存至今，”这项新研究的第一作者、MPS科学家Guillaume Leseigneur说。
镜像分子
另一个特性使姥鲛烷和植烷成为很有潜力的生命指示物：与许多其他有机化合物一样，它们具有手性，这意味着它们可以以不同的构型存在，称为对映异构体。这些构型之间的区别仅在于分子内原子的空间排列呈镜像关系——好比左右手互为镜像。
“在寻找外星生命遗迹方面，手性是一个宝贵的工具，”共同作者、蔚蓝海岸大学的Uwe Meierhenrich说。在生物体内，手性有机分子几乎只呈现两种镜像构型中的一种。在地球上就是如此——而且，由于生命的自我复制特性，这也必然适用于任何可能存在的外星生命。然而，如果相同的分子是非生物起源的，那么两种镜像形式应该会等量存在。
陨石作为火星替代物
罗莎琳德·富兰克林号火星车能够区分不同手性的有机分子。这项任务由火星有机分子分析仪（MOMA）执行，该仪器集气相色谱仪、质谱仪、小型加热炉和激发激光器于一体。它是在MPS主导下研发和建造的。
该仪器利用气相色谱仪和质谱仪，分析在加热炉中加热过的岩石样本的挥发性成分。随后，产生的气体混合物通过各种内表面涂有涂层的毛细管。由于同一类型分子的手性变体与涂层的反应速率不同，因此它们会随着时间推移而被分离开来。
在本次测量中，团队使用了与MOMA相同的管状复制件，现已首次实现了对姥鲛烷和植烷的分离。这两种物质的反应性都极低。“姥鲛烷和植烷的手性分离需要仪器具备高灵敏度和高测量精度，而我们证明MOMA这两点都能做到，”来自MPS的论文合著者、MOMA团队成员法特玛·耶希尔·萨汉解释道。
研究人员使用了1969年落在澳大利亚的默奇森陨石样本，以此作为火星岩石的替代品。与其他太空岩石一样，它含有多种有机分子：有些是它原始组成的一部分，另一些则是通过生物污染混入的，比如在它被发现的地点混入的。研究人员假设姥鲛烷和植烷很可能属于后者。
神秘的污染物
然而，测量结果令人惊讶。默奇森陨石中姥鲛烷和植烷的所有手性变体比例相等——这和它在发现地点可能接触到的任何生物质都不一样。研究人员得出结论，这些污染物一定是它在穿过大气层下降的过程中沾染的，来源是化石燃料燃烧产生的气溶胶。这一点可以从油页岩中保存的姥鲛烷和植烷的对比测量中得到印证。油页岩是一种含有石油前体的沉积岩。
“石油是在这些岩石中，经过数百万年、在深处热量和压力的作用下形成的，”合著者、哥廷根大学的曼努埃尔·莱因哈特说。在这种条件下，手性不平衡会消失，这就能说得通，为什么默奇森陨石中姥鲛烷和植烷的所有手性变体比例相等。
研究团队认为，这些新的测量结果不仅是对MOMA在火星上活动的一次成功演练。这些结果还引出了进一步的问题：一是陨石中有机分子的起源，二是大气中石油污染浓度的不断升高。
热门跟贴