宾夕法尼亚大学帕克分校的生物地球化学家Christopher House领导了这项研究，他说研究确实增加了火星上曾经存在生命并将仍然存在的“可能性”。

自2012年以来，美国国家航空航天局的“好奇号”火星车已经穿越火星，在岩石中钻孔，并在一个复杂的船载化学实验室中运行砂砾，寻找生命存在的证据。科学家公布了的一个信号可能证明有生命存在过。研究小组发现，火星车探测到的部分岩石中碳的轻同位素含量丰富。这个信号在地球上被视为古代微生物生命存在的有力证据。

然而，鉴于这是在火星上发现的，研究人员没有做出任何重大声明，他们想像出了一种与紫外线和星尘相关的非生物学解释。但这些解释很牵强，就像微生物以甲烷气体的形式排放碳一样。宾夕法尼亚大学帕克分校的生物地球化学家Christopher House领导了这项研究，他说研究确实增加了火星上曾经存在生命并将仍然存在的“可能性”。研究发表于《美国国家科学院院刊》。

美国加州大学的行星科学家Mark Harrison说，富含碳元素是古代生命存在的强烈信号。但他表示研究作者对这一发现“相当保守”，因为即使在地球上这种特征也存在争议。

这项研究基于一个由来已久的观点：生命是懒惰的。碳以两种稳定的同位素形式存在：大多数是碳12（轻碳），少部分是碳13。由于碳13多了一个中子，使得分子的化学键偏硬。因此，生物更容易分解为碳12，而大多数生物有机分子富含碳12。例如，来自稻田的甲烷比来自海底热液喷口的非生物甲烷更富含轻碳。

研究小组观察了“好奇号”穿越盖尔陨石坑时钻取的岩石样本。探测器腹部的烤箱将岩石中的微量碳转化为甲烷气体。然后用激光探测气体，揭示了甲烷的同位素组成。对于来自六个地点的岩石，碳12与碳13的比率远远高于地球上的参考标准。

将轻碳浓缩到如此高的水平可能需要多个步骤。研究人员设想，深部地下微生物以岩浆中发现的轻碳为食，会释放甲烷。（火星大气中的轻碳已经耗尽，不太可能提供碳。）然后，地表的其他微生物将以甲烷为食，进一步富集轻碳，并在它们死亡时将其固定在化石记录中。

尽管如此，火星车还没有看到古代微生物的物理痕迹，因此研究人员说，也有可能是深层微生物开始了浓缩，但在剩下的过程中是紫外线驱动的。紫外线可能会分解微生物甲烷，进一步富集其轻碳，同时产生甲醛等物质最终会沉淀在表面。

或者年轻的太阳系，包括早期的火星，穿过了一个由气体和尘埃组成的星际云，大约每一亿年发生一次。这类尘埃中的碳含量很轻，与“好奇号”观测到的碳含量相当。云层可能阻挡了阳光，使火星陷入深度冻结，造成大范围的冰川作用，并阻止其他碳源稀释宇宙尘埃雨中的轻碳。

更平淡无奇的是，一些研究表明，紫外线完全可以在没有生物学帮助的情况下产生信号，通过分解大气中的二氧化碳生成富含碳12的一氧化碳。东京工业大学的行星科学家Yuichiro Ueno说，他最近证实，这一过程可能发生在未公布的实验室结果中。“报告的碳同位素比率正是我所预期的。”他说。Ueno表示早期火星可能有不同的大气层，可能富含氢，与一氧化碳反应形成大量有机分子。这些最终会从空中掉下来，留下被探测到的特征。

所有这些场景都在古代发生过。但“好奇号”也能嗅到今天火星空气中的碳。它检测到了甲烷，但其含量太低，无法测量碳同位素。（令人困惑的是，轨道上的敏感仪器看不到甲烷。）House说，如果在较厚的甲烷羽流中检测到轻碳，这将开启一个更令人兴奋的可能性。“尽管我们正在研究一个可能的古老过程，但今天的甲烷可能来自同一个生物圈，一直持续到现在。”

参考文献：Paul Voosen. Mars rover detects carbon signature that hints at past life[J]. Science,2022,375:254.