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原作：Gege Li, Simon Levey, Imperial College London
翻译：王忠伟
校译：黄诗欣
编排：王璞
后台：朱宸宇
原文链接：https://phys.org/news/2025-09-potential-biosignatures-ancient-mars-lake.html
科学家在火星上的杰泽罗陨石坑发现了迷人的生物痕迹。
图片来源：伦敦帝国理工学院
一项新研究表明，火星以前存在过宜居环境，且有古代微生物活动的迹象。这项由美国宇航局（NASA）牵头、帝国理工学院参与关键分析的研究结果显示，火星岩石包含多种矿物质和有机物，这表明这颗红色星球在古代曾有宜居环境，且可能存在生物活动。
一个国际研究团队（包括帝国理工学院地球科学与工程系的研究人员）提出，火星上的杰泽罗陨石坑有一底层名叫 “明亮天使（Bright Angel）” ，其地质特征与有机碳密切相关，或许能证明古生物的存在。
帝国理工学院地球科学与工程系地球科学教授、帝国全球印度学术联合主任桑吉夫・古普塔（Sanjeev Gupta）教授表示：“这一发现非常令人兴奋，但这并不意味着我们已经在火星上发现了生命。我们现在需要在地球上对这块岩石样本进行分析，才能确认是否真的有生物存在过。”
好兆头
作为美国宇航局 “火星 2020” 任务的核心部分，“毅力号” 火星车自 2021 年以来一直在探索直径 45 公里的杰泽罗陨石坑。选择该地点是因为它曾经有一个巨大的湖泊和一个河流三角洲 —— 这些环境是寻找过去生命迹象的主要目标。该任务的关键目标是收集并储存第一批选定的岩石和土壤样本，并带回地球进行详细分析。
这项发表在《自然》杂志上的新研究，聚焦于陨石坑中一个颜色较浅、名为 “明亮天使”的岩石露头，它位于一个为杰泽罗湖供水的古老河谷中。
“毅力号” 在穿过名为内雷特瓦谷的河谷时，遇到了厚厚的一层细粒泥岩和泥质砾岩。在这里，它使用 X 射线岩石化学行星仪器（PIXL）、拉曼光谱与荧光扫描宜居环境寻找有机物和化学物质仪器（SHERLOC）等设备，对这些岩石进行了详细分析。
意外发现的湖泊
通过绘制 “明亮天使” 地区不同沉积岩的类型和分布，研究人员得以重建这些泥岩沉积时的环境。
他们的分析揭示了一系列揭示湖岸和湖床环境的沉积构造和结构，包括富含二氧化硅和粘土等矿物的成分 —— 这与河流环境相反，在河流环境中，快速流动的水会将这些微小颗粒冲走。
他们得出了一个令人震惊的结论：河谷底部有湖泊沉积物。
该研究的合著者、帝国理工学院地球科学与工程系的博士生、美国宇航局“毅力号” 团队的合作科学家亚历克斯・琼斯对这个古老的湖泊环境进行了详细分析，他说：“这种现象很不寻常，但非常有趣，因为我们没想到会在内雷特瓦谷发现这样的沉积物。我们的沉积学和地层学研究表明，这里曾经是一个低能量的湖泊环境 —— 这正是我们在此次任务中一直在寻找的那种宜居环境。”
这一发现可能表明，杰泽罗陨石坑的河谷曾经被水浸没，从而形成了这个可能宜居的湖泊。
琼斯是帝国理工学院校长奖学金获得者，在地球科学与工程系获得了地球与行星科学学士学位，他补充道：“能参与这样的发现，并在攻读博士学位期间为‘毅力号’的运行做出贡献，我感到非常激动。将我作为学生时获得的陆地地质野外经验应用于研究杰泽罗陨石坑，感觉也非常棒。”
毅力号穿越内雷特瓦山谷的路线以及光明天使地层的景色。
图片来源：《自然》（2025）。DOI：10.1038/s41586-025-09413-0
背景故事
确定了湖泊栖息地的情况后，“毅力号” 科学团队将注意力转向了泥岩本身。他们在这些岩石内部发现了一组微小的结核和反应前缘，化学分析表明，这些毫米级的结构富含磷酸铁和硫化铁矿物（可能是蓝铁矿和云铁矿）。
这些矿物似乎是通过涉及有机碳的氧化还原反应形成的，这一过程可能是由非生物化学驱动的，也可能是由生物化学驱动的。重要的是，这为后续所有反应的发生奠定了基础：这种特定类型的氧化、富铁和富磷沉积物的形成，是产生后续反应所需成分的必要前提。
由于这些成分与在地球上观察到的微生物代谢副产品相似，因此可以将其视为一个有力的潜在生物特征，这增加了火星上曾经存在微生物生命的可能性。
后续的一切交给实验室吧
最后，要确定这些地质结构的起源，唯一的方法是将样本带回地球，而这取决于未来的任务何时能成功从火星表面收集到这些样本。
幸运的是，“毅力号” 已经从 “明亮天使” 露头钻取并储存了一个岩芯样本，名为 “蓝宝石峡谷”，这个样本与火星车收集的其他样本一起，正等待着火星样本返回任务执行 —— 这是美国宇航局和欧洲航天局的联合项目，旨在于 21 世纪 30 年代将这些样本带回地球。
一旦进入地球实验室，来自世界各地的科学家将使用比火星车上的仪器灵敏得多的设备对 “蓝宝石峡谷” 等样本进行分析。只有到那时，我们才能确定这些特征的确切起源，以及它们是独特的非生物化学作用的结果，还是火星过去存在微生物生命的证据。
古普塔教授说：“这一发现是一个巨大的进步 —— 我们帮助鉴定的样本是最有说服力的样本之一。”
“这项工作是一项令人印象深刻的国际合作成果，凸显了合作和先进机器人技术在行星探索中的力量。”
英国航天局太空探索主管马修・库克说：“这一令人兴奋的发现，会帮助我们在寻找火星以及地外古生命的道路上迈出重要一步。在这些火星岩石中发现的化学特征，是首批与地球上的生物过程类似的特征，为火星可能有过适合微生物存在的条件提供了更有说服力的证据。”
“虽然对于古生命是否存在这个问题，我们在下结论前必须谨慎些，但这些发现是迄今为止最有希望的证据。英国即将开展的罗莎琳德・富兰克林火星车任务非常重要，会帮助我们确定本研究中观察到的类似样本能否当做生命存在的证据，让我们离回答‘我们在宇宙中是否孤身一人’这一问题更近一步。”
责任编辑：DAIKIN
牧夫新媒体编辑部
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微信公众号：astronomycn
带有生物圈的地球化火星
图片来源 NASA
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