[비즈한국] “毅力号”（Perseverance）探测器对火星耶泽罗陨石坑（Jezero Crater）边缘下方一处似乎由水流冲刷而成的区域进行了探测。该区域被称为内雷特瓦谷（Neretva Vallis）。在这里，发现了一块非常有趣的岩石。这块石头形状尖锐，酷似箭头，科学家以大峡谷中的瀑布命名，称其为“切亚瓦瀑布”（Cheyava Falls）。
切亚瓦瀑布还有一个有趣的特征：上面有类似豹纹般、呈圆形且呈黑色的几毫米大小的斑纹。这些斑纹似乎由橄榄石组成。令人惊讶的是，NASA的科学家们声称，这与地球上发现的约30亿年前的早期生命化石相似。这正是近期引起热议的NASA新闻发布会的内容。如果这一分析结果属实，它将成为证明地球之外存在生命痕迹的最确凿证据。
自去年夏天被毅力号首次发现以来，切亚瓦瀑布就成了火星上最令人兴奋的舞台。它激发了人们对其中可能完整保存着生命痕迹的期待，经过过去一年彻底的调查，最近相关论文在《自然》（Nature）杂志上发表。
经过同行评审最终发表的论文标题显得较为低调，为《火星耶泽罗陨石坑内由氧化还原反应引起的有机物合成》。然而，作者最初提交的论文题目是《火星毅力号火星车对潜在生物特征的探测》。不难推测，在论文提交及审阅的往复过程中，曾发生过相当激烈的争论。
毅力号最重要的任务是为未来的火星样本返回计划，将火星样本按顺序存放在胶囊中。当发现有趣的区域时，它会伸出机械臂并用钻头钻孔，然后将岩石和土壤样本收集到钛合金制成的长15cm、直径2.3cm的小管中。毅力号本身并不直接分析收集到的样本，而是将其留给未来到访的探测器。样本管总共有43个，其中可容纳真实火星岩石和土壤样本的为38个。其余则是为了判断胶囊是否受污染而准备的辅助性“证人胶囊”。切亚瓦瀑布的样本也被以第二十五号的顺序存入了样本管中。
正式的化学分析要在样本平安返回地球后才能进行。但我们不能只是坐等后援队的到来，而是要尽可能利用毅力号上搭载的各种分析设备在火星现场进行探索。毅力号的机械臂末端装有广角地形拍摄传感器WATSON，以及用于在火星上探测有机物和化学成分的光学扫描仪SHERLOC。顾名思义，WATSON和SHERLOC是火星上搜寻生命痕迹的“侦探组合”。遗憾的是，2024年SHERLOC的对焦驱动系统发生故障，现在只能通过微调机械臂来勉强对焦，因此拍摄清晰照片变得非常困难。
与此同时，SHERLOC通过向地形照射高能紫外线，探测散射出的光子，从而识别构成地形的化学分子。有趣的是，从图表中可以看出，所有探测中都在G波段检测到了强信号。这暗示存在碳化合物，可能存在作为地球有机生命基本材料的碳基分子，意味着存在由多个碳原子聚集而成的某种多重碳键分子。如果过去这里曾有生命存在，完全可能检测到这种成分。
毅力号上还有另一项强大的设备，即PIXL设备，它通过发射X射线，像拍照一样扫描岩石表面的固有化学成分分布。前面照片中五颜六色的像素风格地图，正是PIXL观测到的成分分布图，它正如其名，像像素一样绘制地图。有趣的是，从豹纹图案的圆形边缘向内部移动时，主要化学成分发生了显著变化。PIXL的探测结果显示，豹纹区域特别富含铁和磷。
铁在地球上与生命活动密切相关。不仅是血红蛋白，从生命初期开始，以铁为基础的蛋白质就被大量使用。在豹纹区域，特别发现了大量的磷酸铁、蓝铁矿（vivianite），以及由铁和硫组成的胶黄铁矿（greigite）。在地球上，这类矿物常见于微生物分解有机物的现场。此外，一同被发现的磷，更是DNA、RNA、磷脂等地球生物代谢活动中绝对不可或缺的必需成分。
特别有趣的是，越往铁离子少的区域，G波段信号就越强；反之，越往铁离子多的区域，G波段信号就越弱。简单来说，铁多则碳少，铁少则碳多。这看起来就像是碳基分子正在还原铁一样。这与地球上的生命活动完全一致。当有机物失去电子并发生氧化时，其周围的物质就会发生还原。碳含量增加显示出铁被更多还原的痕迹，可以解释为：过去这里曾居住过碳基生命体，它们的生命活动导致该地区的铁发生了大量还原。
换言之，如果对此次分析结果进行最乐观的解读，可以将其视为很久以前居住在火星上的微生物在“用餐”后留下的排泄物痕迹。当然，即便不是生命活动，也完全可能存在包含碳、氧、氮等元素的有机物混合物。然而，含有有机物的矿物如此密集地聚在同一个地方被发现，使得这一地点更加引人注目。因为它更强烈地激发了人们的怀疑：在这个地方，是否真的发生过某种生命活动？
正因如此，作者们原本想以《对潜在生物特征的探测》这样大胆的标题发表论文，但审稿人显然认为这个标题过于超前。因为如果声称发现了生命的痕迹，就必须排除所有其他可能性，证明除非是生命活动，否则无法解释这一现象。
但仍存在并非由化石化的生命痕迹所致的可能性。在高温、高压环境下，矿物中的铁成分也可能通过非生物方式发生变化。最终，作者们必须证明这种可能性也微乎其微。在这次探测的切亚瓦瀑布区域，并未发现过去火山活动的痕迹，因此这块岩石从未处于足够的高温高压环境下。以此为依据，作者们主张这更令人怀疑是生命活动的迹象。
随着争论的持续，论文发表前经历了漫长的等待。最终在同行评审过程中，审稿人要求将“探测生物信号”的标题修改为更客观的“氧化还原信号”，论文最终以现在的标题公之于世。争议尚未有明确结论。要判断在切亚瓦瀑布发现的有机物痕迹以及碳与铁之间惊人的相关性是否真的是生命活动的迹象，最终需要将样本平安带回地球进行分析。
毅力号收集的样本将在地球而非火星上进行分析。2030年，后援队将在毅力号旁边着陆，接收收集好的样本管，随后在火星表面发射类似弹道导弹的小型火箭。经过一年多的时间，装有从火星采集的珍贵样本管的胶囊将冲入地球大气层重新进入。地球上的天文学家将能够在地球上直接分析胶囊中装载的火星样本。虽然人类目前还无法亲自踏上火星，但这至少将成为人类的触角触碰火星土壤的时刻。
人类对月球的理解能够实现飞跃式的发展，要归功于阿波罗计划中宇航员直接从月球带回了岩石。正因为详细观察了月球岩石中存在哪些矿物，我们才能清晰地描绘出月球与地球诞生的秘密。同样，如果能将火星样本直接带回地球，我们对火星的理解将发生彻底的改变。
目前，该任务正面临一些人力和现实层面的困境。起初整个任务的预算为50亿美元，但随着时间的推移，预算飙升至110亿美元。NASA也感受到了巨大的负担，已暂时推迟了任务，直到制定出能在原始预算范围内执行的详细计划。此外，随着2026年NASA整体预算面临大幅削减的危机，火星样本返回的未来变得更加黯淡。在美国太空探测任务整体放缓的同时，中国抢先一步的可能性也不小。当然，考虑到毅力号作为先遣队已经驻留在火星，考虑到机会成本，完全放弃任务的可能性似乎不大。我衷心希望如此。
探测器的名字“毅力”（Perseverance）意为忍耐。名副其实，毅力号正在冷静地等待着不知何时会来的后援队。我只希望火星样本返回任务能如愿以偿，珍贵的火星碎片能平安地“火箭快递”回地球。无论其中装载的是让那些梦想火星地球化的人们感到希望的消息，还是等待着另一个绝望，在得知答案之前，我们还需要更多的耐心。
参考
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09413-0
作者池雄培（音译）是谁？他热爱猫和宇宙。小时候在看了《银河铁道999》后，立志要将宇宙的美丽传播给世人。目前担任世宗大学自由专业学部助理教授，同时进行演讲、写作等多种科学传播活动。著有《每天一片宇宙》、《星光闪烁的宇宙科学家们》、《虽无法前往但可以了解》、《看到宇宙就会浮现的奇怪问题》等书籍，并翻译了《给真正航行在宇宙的搭车客的指南》、《我为何杀了冥王星》、《量子生活》、《Cosmigraphics》等作品。