Animation showing the long-term loss of water in Mars’s Neretva Vallis, the river valley where NASA’s Perseverance rover collected the “Sapphire Canyon” core from the rock “Cheyava Falls” within the Bright Angel formation. Credit: NASA/JPL-Caltech.
一个火星谜团邀请全世界共同解开
美国国家航空航天局（NASA）于2025年9月10日宣布，一个昵称为“蓝宝石峡谷”的岩心样本显示出耐人寻味的化学线索。该样本采集自杰泽罗撞击坑（Jezero Crater）古老河谷中的切亚瓦瀑布（Cheyava Falls）。这项经过同行评审、发表在《自然》杂志上的研究，由石溪大学的乔尔·胡罗维茨（Joel Hurowitz）领导，并未声称火星存在生命。相反，它提出了一个引人注目的难题：一块泥岩中含有有机碳和不寻常的矿物纹理，亟待解释。
曾经多水
杰泽罗撞击坑曾是一个由河流补给的湖泊，NASA的动画描绘了内雷特瓦河谷在漫长岁月中干涸的历史。2024年7月，NASA的“毅力号”火星车探索了“亮天使”区域，那里的层状沉积物正是由古代水流塑造而成。在那个地方，切亚瓦瀑布以其豹纹状的斑点引起注意，这些锁在石头中的化学图案清晰可见于火星车WATSON相机拍摄的图像中。这种铁锈色泥岩位于明亮的白色层之间，并显示出小的蓝绿色至黑色结核和环状反应锋。
化学中的线索
“毅力号”上的两台仪器进行了首次详细观察：PIXL（X射线岩石化学行星仪器）在毫米尺度上绘制了元素分布图；SHERLOC（扫描宜居环境的拉曼和有机物与化学发光仪）用紫外光扫描有机物。结果显示，富含有机碳、硫、氧化铁和磷的粘土和淤泥，这些成分在地球上通常伴随着微生物生命。那些斑点区域被解析为反应锋（化学变化席卷岩石的边界），并包含了蓝铁矿（一种常见于腐烂有机物周围的水合磷酸铁）和胶黄铁矿（一种与某些微生物过程相关的硫化铁）。这些矿物共同指向氧化还原反应，这是微生物用于获取能量的化学类型。
胡罗维茨说：“我们发现了一种惊人的化学组合。但我们必须验证是否有其他因素可以解释它。”
厘清生物与非生物起源
研究小组对非生物途径进行了彻底检验，发现热液不符合情况，因为岩石没有高温迹象；同时，强酸性水也与岩石纹理不符。虽然理论上有机分子可以在低温下催化反应而无需生命参与，但目前尚未鉴定出特定的有机化合物；鉴于地球上沉积物中的低温氧化还原反应通常由微生物驱动，因此纯粹的非生物解释面临着重大挑战。基于这些发现，这些含铁、硫和磷的结核及反应锋目前被归类为潜在的生物印迹，这意味着它们可能记录了过去生物活动的特征，但也可能在没有生命参与的情况下自然产生。
“亮天使”为何令人惊讶
“蓝宝石峡谷”的泥岩比许多人预期的要年轻，这出乎意料。科学家们通常认为火星最宜居的时期发生在早期，即行星冷却后不久。而“亮天使”引人注目的化学特征，形成于数亿年之后，这表明宜居条件可能持续了更长时间，或者这些条件的迹象可以更晚地保存在岩石记录中。胡罗维茨将该单元描述为那个时期“行星环境的绝佳记录”。
证据的衡量与后续步骤
NASA使用生命探测置信度（CoLD）等级来追踪从初步信号到生物起源共识的进展。“蓝宝石峡谷”的结果通过记录可重复、富含背景信息的生命相关信号，并解决污染控制问题，推进了几个步骤。正如“毅力号”科学家凯蒂·斯塔克·摩根（Katie Stack Morgan）指出的，非凡的主张需要非凡的证据。这项发现为未来的工作提供了搜索模板，包括轨道侦察和高灵敏度研究。然而，决定性的一步有待于将“蓝宝石峡谷”的岩心运回地球进行分析，届时复杂的实验室仪器将能最终确定其矿物、有机物和纹理记录的是微生物新陈代谢还是非生物化学过程。
正如NASA代理局长肖恩·达菲（Sean Duffy）称赞这项成果是理解火星的重要一步，“蓝宝石峡谷”提醒我们，寻找生命是一项耐心、集体的探索，而且我们现在比以往任何时候都更有能力进行这项探索。该岩心是“毅力号”自2021年着陆以来收集的27个岩石样本之一。