火星生命证据，或许就在我们手中
火星生命证据，或许就在我们手中
来自火星的提森特陨石。近日，科学家在其中找到了火星上过去可能存在生命活动的重要证据。图片来源：作者供图
2011年7月，摩洛哥南部的居民注意到天空中出现一个明亮的火球，伴随着巨响坠落在沙漠里。坠落的陨石很快被收集起来，依据坠落地的地名被命名为提森特（Tissint）。这些发黑的石头并非普通的陨石，分析显示它们来自我们邻近的行星——火星。
近日，中国科学院地质与地球物理研究所的林杨挺研究员带领我们的研究小组，与国内外的研究机构合作，通过精密的分析手段，在提森特陨石中发现了来自火星的有机碳颗粒，这是火星过去可能存在生命活动的重要证据。
火星是太阳系中最有可能存在或曾经存在地外生命的行星。探索火星生命也一直是火星探测的主旋律。自1996年首次在火星陨石ALH84001中发现疑似火星化石开始，全球掀起了探测火星生命的热潮。尤其是2003年美国发射的“机遇号”和“勇气号”火星车，探测到火星表面拥有类似河床的构造、几种只能在液态水中形成的蚀变矿物，以及水体蒸发残留的硫酸盐类等。这些证据表明，火星表面曾经有过大规模的水体，甚至存在过海洋，具备孕育生命的基本要素。
林杨挺研究小组此前也在我国从南极回收的另一块火星陨石GRV020090中，发现了火星在近期仍然存在地下水活动的证据。2011年11月美国发射的“火星科学实验室”所携带的“好奇号”火星车，探测结果更进一步证实，火星曾经存在远古湖泊，具有宜居的环境。
通过一系列天体撞击事件，岩石可以从火星表面进入太空，继而陨落在地球上。图片来源：usra.edu
除了通过遥感或者发射无人探测器登陆火星进行探测以外，火星陨石是目前人类唯一能获得的火星样品，是研究火星的另一重要途径。
太阳系内各类星体的碰撞在早期普遍存在，火星也不例外。同小行星一样，火星遭到撞击后，部分岩石碎块会被抛射出来，脱离火星引力场进入太空。这些岩石中的一部分被地球引力捕获，便会坠落到地球表面成为陨石。通过对这些岩石所富含的稀有气体进行分析，然后和火星探测器探测到的火星大气成分进行对比，便可以确认它们来源于火星，因此也被称作火星陨石。
提森特就是一块火星陨石，更难得的是，它还是一块“降落型”陨石——也就是说，它是被人目击坠落并且很快被回收的陨石。由于降落型陨石非常新鲜且回收较快，极大地降低了地球有机质的污染，对研究火星古环境和探索可能存在的火星生命痕迹等提供了极好的机会。
我们的研究小组在提森特陨石内，发现了充填于裂隙和封装在熔脉（岩石高温熔融后形成的结构）中的碳颗粒。我们还利用国内首台纳米离子探针仪器，对这些碳颗粒进行了各种成分分析。该仪器能够分辨出相当于八万分之一头发丝大小的物体。
结果显示，这些碳颗粒是不可溶的干酪根型有机碳，类似于地球上的煤，其中的一部分已经转变成了金刚石。这是一种在自然界中只能在高温高压环境下形成的矿物，表明这些碳颗粒是在火星表面发生的强烈撞击事件中形成，而不可能是在坠落之后受地球污染产生。
提森特火星陨石中的有机碳，充填于裂隙（a-b）或包裹在冲击熔脉（c-e）之中。图片来源：作者供图
我们的研究还发现，这些碳颗粒中的氢同位素组成含有极高的氘（氢的同位素，除1个质子外，还有一个中子），与地球上的有机物完全不同，是典型的火星物质特征，这是碳颗粒来自火星最有说服力的证据之一。
更进一步分析结果表明，陨石中碳颗粒的碳同位素组成中，轻碳同位素（即12C）所占比例要高于火星大气。地球上生命活动的结果，总是使形成的有机物富含这种轻碳同位素。因此，地球上有机质的碳同位素组成中，这种较轻的同位素所占比例总是明显高于其他含碳的物质（例如大气、碳酸盐等）。火星陨石内这些碳颗粒富含更多的轻碳同位素，至少暗示它们可能与生命过程有关，是指示火星曾经有过生命活动的一个重要证据。
根据以上分析结果，我们可以假想出提森特陨石的整个历史：
1.提森特陨石的源区岩石在大约6亿年前，由火星幔部分熔融产生的岩浆喷出火星近地表形成；
2.该区域岩石总共经历了3次天体撞击事件。在第一次撞击事件中，该区域的岩石产生了冲击变质并形成大量裂隙；
3.富含有机质的地下水渗滤在这些裂隙中，进而沉淀形成了有机碳的细脉；
4.第二次小行星撞击，使岩石产生了部分熔融，并将一部分有机碳包裹在这些熔脉中；
5.最后的一次撞击事件，将该陨石抛射出来，最终降落在地球上。
这项研究成果于2014年12月1日，作为封面文章正式发表在国际陨石学会的专业学术刊物《陨石与行星科学》（Meteoritics&PlanetaryScience）上。（编辑：Steed）
参考文献
1.Linetal.NanoSIMSanalysisoforganiccarbonfromtheTissintMartianmeteorite:Evidenceforthepastexistenceofsubsurfaceorganic-bearingfluidsonMars.Meteoritics&PlanetaryScience,2014,49(12):2201-2218