困扰人类百年的问题,终于迎来突破性进展

2026-04-28 | 来源: MIT科技评论 | 转到微信 | 有0人参与评论 | 字体: 放大缩小 | 收藏 | 打印

火星上曾经有过生命吗？或者退一步说，火星上是否具备构成生命所需的基础？

这个困扰人类百年的问题，在 2026 年 4 月终于迎来了一项突破性进展。发表在 Nature Communications 上的一项最新研究显示，NASA“好奇号”火星车在一块约 35 亿年前形成的岩石中，一次性检测出了超过 20 种有机分子。其中有 7 种是分子是首次发现。

这是迄今为止人类在火星表面单次实验中发现的最丰富、最多样的有机物集合。更令人振奋的是其中出现了含氮杂环分子的迹象，它与生命基本构件“核酸”（即 DNA 和 RNA 的核心成分）化学结构高度相关。

当然，我们需要先了解一个前提：发现有机分子并不完全等于发现了生命。有机分子只是含碳的化学物质，陨石可以带来，火星自身的地质化学反应也能合成。但从另一个角度说，有机分子是生命存在的重要基础。因此，搞清楚火星上到底有哪些有机物、它们以何种形式保存在什么环境中，是判断火星是否曾具备孕育生命条件的基础。这项研究由佛罗里达大学 Amy J. Williams 教授领衔，联合全球十余家机构三十多位科学家共同完成。

自 2012 年登陆盖尔陨石坑以来，好奇号搭载的 SAM（Sample Analysis at Mars，火星样品分析）仪器组已经陆续检测到多种火星有机物，从 2015 年的氯苯到 2018 年的含硫有机物，再到 2025 年初报告的长链烷烃。在不到十年间，科学家们对有机物完成了从确认存在到深入分析的跨越。

但此前的方法有一个明显局限，科学家主要依赖“裸热解”技术，即直接加热采集到的岩石粉末，让易挥发物释放。

这个方法听起来很高效，却忽略了一个事实：很多有机物并不是自由自在地混在粉末里。它们有的牢牢扒在矿物颗粒的表面，有的干脆被整个包裹、锁死在复杂的分子结构内部。光靠加热，就像只在外围使劲，根本够不到内部的分子。最终的结局往往是，温度虽然上去了，但目标物要么纹丝不动没能释放，要么直接被烤得面目全非、分解殆尽。

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因此，这一次，研究团队选择换了一条路。他们使用了 SAM 携带的一种特殊试剂——TMAH（Tetramethylammonium hydroxide，四甲基氢氧化铵）。这是一种强碱性化学试剂，作用就像一把“化学锤子”，能水解那些与矿物紧密结合或嵌入大分子骨架中的有机物，将其拆解成仪器可检测的小分子碎片。这是人类第一次在地外天体表面执行此类实验。由于 SAM 从发射时只带了两杯 TMAH 试剂且不可再生，研究团队慎重等待了十多年，直到选中了最合适的目标才首次启用。

（来源：Nature Communications）

在研究中，好奇号选中的钻探点名为“Mary Anning 3”（以一位英国女化石收藏家和古生物学家命名），位于盖尔陨石坑内的 Glen Torridon 地区。这是一块富含黏土矿物的砂岩，年龄约 35 亿年。选择这里并非偶然，因为黏土矿物（尤其是蒙脱石）的层状结构像天然的保险箱，能将有机分子夹在层间，使其免受辐射和氧化的破坏。35 亿年前，这里可能是一片浅湖向河流过渡的地带，沉积环境非常有利于有机物质的富集和封存。

在第 2,879 个火星日，好奇号将岩粉投入含有 TMAH 的试剂杯中，在氦气流中缓慢加热至约 550°C。释放出的气体经过质谱仪和气相色谱柱精细鉴定，结果远超预期。

色谱图上出现了超过 30 个独立的信号峰，其中 7 种分子的身份得到了明确确认，包括三甲基苯、萘、苯并噻吩等。这些分子全都是环状结构，且没有一个出现在此前用传统方法分析同一块岩石的结果中，证明它们确实是被 TMAH 从更深层的化学结构中“拆”出来的。

其中，有几个发现格外引人注意。首先是苯并噻吩，这是一种含硫的双环芳香分子，此前在火星上仅有微弱迹象，从未正式确认。研究团队排除了仪器内部所有已知污染源后，认为它来自火星本土的大分子有机物，是迄今火星上确认的最大的原生芳香族有机分子。它的存在暗示火星岩石中保存着结构复杂的含硫大分子碳。