[비즈한국] “毅力號”（Perseverance）探測器對火星耶澤羅隕石坑（Jezero Crater）邊緣下方一處似乎由水流沖刷而成的區域進行了探測。該區域被稱為內雷特瓦谷（Neretva Vallis）。在這裡，發現了一塊非常有趣的岩石。這塊石頭形狀尖銳，酷似箭頭，科學家以大峽谷中的瀑布命名，稱其為“切亞瓦瀑布”（Cheyava Falls）。
切亞瓦瀑布還有一個有趣的特徵：上面有類似豹紋般、呈圓形且呈黑色的幾毫米大小的斑紋。這些斑紋似乎由橄欖石組成。令人驚訝的是，NASA的科學家們聲稱，這與地球上發現的約30億年前的早期生命化石相似。這正是近期引起熱議的NASA新聞釋出會的內容。如果這一分析結果屬實，它將成為證明地球之外存在生命痕跡的最確鑿證據。
自去年夏天被毅力號首次發現以來，切亞瓦瀑布就成了火星上最令人興奮的舞臺。它激發了人們對其中可能完整儲存著生命痕跡的期待，經過過去一年徹底的調查，最近相關論文在《自然》（Nature）雜誌上發表。
經過同行評審最終發表的論文標題顯得較為低調，為《火星耶澤羅隕石坑內由氧化還原反應引起的有機物合成》。然而，作者最初提交的論文題目是《火星毅力號火星車對潛在生物特徵的探測》。不難推測，在論文提交及審閱的往復過程中，曾發生過相當激烈的爭論。
毅力號最重要的任務是為未來的火星樣本返回計劃，將火星樣本按順序存放在膠囊中。當發現有趣的區域時，它會伸出機械臂並用鑽頭鑽孔，然後將岩石和土壤樣本收集到鈦合金製成的長15cm、直徑2.3cm的小管中。毅力號本身並不直接分析收集到的樣本，而是將其留給未來到訪的探測器。樣本管總共有43個，其中可容納真實火星岩石和土壤樣本的為38個。其餘則是為了判斷膠囊是否受汙染而準備的輔助性“證人膠囊”。切亞瓦瀑布的樣本也被以第二十五號的順序存入了樣本管中。
正式的化學分析要在樣本平安返回地球后才能進行。但我們不能只是坐等後援隊的到來，而是要儘可能利用毅力號上搭載的各種分析裝置在火星現場進行探索。毅力號的機械臂末端裝有廣角地形拍攝感測器WATSON，以及用於在火星上探測有機物和化學成分的光學掃描器SHERLOC。顧名思義，WATSON和SHERLOC是火星上搜尋生命痕跡的“偵探組合”。遺憾的是，2024年SHERLOC的對焦驅動系統發生故障，現在只能透過微調機械臂來勉強對焦，因此拍攝清晰照片變得非常困難。
與此同時，SHERLOC透過向地形照射高能紫外線，探測散射出的光子，從而識別構成地形的化學分子。有趣的是，從圖表中可以看出，所有探測中都在G波段檢測到了強訊號。這暗示存在碳化合物，可能存在作為地球有機生命基本材料的碳基分子，意味著存在由多個碳原子聚集而成的某種多重碳鍵分子。如果過去這裡曾有生命存在，完全可能檢測到這種成分。
毅力號上還有另一項強大的裝置，即PIXL裝置，它透過發射X射線，像拍照一樣掃描岩石表面的固有化學成分分佈。前面照片中五顏六色的畫素風格地圖，正是PIXL觀測到的成分分佈圖，它正如其名，像畫素一樣繪製地圖。有趣的是，從豹紋圖案的圓形邊緣向內部移動時，主要化學成分發生了顯著變化。PIXL的探測結果顯示，豹紋區域特別富含鐵和磷。
鐵在地球上與生命活動密切相關。不僅是血紅蛋白，從生命初期開始，以鐵為基礎的蛋白質就被大量使用。在豹紋區域，特別發現了大量的磷酸鐵、藍鐵礦（vivianite），以及由鐵和硫組成的膠黃鐵礦（greigite）。在地球上，這類礦物常見於微生物分解有機物的現場。此外，一同被發現的磷，更是DNA、RNA、磷脂等地球生物代謝活動中絕對不可或缺的必需成分。
特別有趣的是，越往鐵離子少的區域，G波段訊號就越強；反之，越往鐵離子多的區域，G波段訊號就越弱。簡單來說，鐵多則碳少，鐵少則碳多。這看起來就像是碳基分子正在還原鐵一樣。這與地球上的生命活動完全一致。當有機物失去電子併發生氧化時，其周圍的物質就會發生還原。碳含量增加顯示出鐵被更多還原的痕跡，可以解釋為：過去這裡曾居住過碳基生命體，它們的生命活動導致該地區的鐵發生了大量還原。
換言之，如果對此次分析結果進行最樂觀的解讀，可以將其視為很久以前居住在火星上的微生物在“用餐”後留下的排洩物痕跡。當然，即便不是生命活動，也完全可能存在包含碳、氧、氮等元素的有機物混合物。然而，含有有機物的礦物如此密集地聚在同一個地方被發現，使得這一地點更加引人注目。因為它更強烈地激發了人們的懷疑：在這個地方，是否真的發生過某種生命活動？
正因如此，作者們原本想以《對潛在生物特徵的探測》這樣大膽的標題發表論文，但審稿人顯然認為這個標題過於超前。因為如果聲稱發現了生命的痕跡，就必須排除所有其他可能性，證明除非是生命活動，否則無法解釋這一現象。
但仍存在並非由化石化的生命痕跡所致的可能性。在高溫、高壓環境下，礦物中的鐵成分也可能透過非生物方式發生變化。最終，作者們必須證明這種可能性也微乎其微。在這次探測的切亞瓦瀑布區域，並未發現過去火山活動的痕跡，因此這塊岩石從未處於足夠的高溫高壓環境下。以此為依據，作者們主張這更令人懷疑是生命活動的跡象。
隨著爭論的持續，論文發表前經歷了漫長的等待。最終在同行評審過程中，審稿人要求將“探測生物訊號”的標題修改為更客觀的“氧化還原訊號”，論文最終以現在的標題公之於世。爭議尚未有明確結論。要判斷在切亞瓦瀑布發現的有機物痕跡以及碳與鐵之間驚人的相關性是否真的是生命活動的跡象，最終需要將樣本平安帶回地球進行分析。
毅力號收集的樣本將在地球而非火星上進行分析。2030年，後援隊將在毅力號旁邊著陸，接收收集好的樣本管，隨後在火星表面發射類似彈道導彈的小型火箭。經過一年多的時間，裝有從火星採集的珍貴樣本管的膠囊將衝入地球大氣層重新進入。地球上的天文學家將能夠在地球上直接分析膠囊中裝載的火星樣本。雖然人類目前還無法親自踏上火星，但這至少將成為人類的觸角觸碰火星土壤的時刻。
人類對月球的理解能夠實現飛躍式的發展，要歸功於阿波羅計劃中宇航員直接從月球帶回了岩石。正因為詳細觀察了月球岩石中存在哪些礦物，我們才能清晰地描繪出月球與地球誕生的秘密。同樣，如果能將火星樣本直接帶回地球，我們對火星的理解將發生徹底的改變。
目前，該任務正面臨一些人力和現實層面的困境。起初整個任務的預算為50億美元，但隨著時間的推移，預算飆升至110億美元。NASA也感受到了巨大的負擔，已暫時推遲了任務，直到制定出能在原始預算範圍內執行的詳細計劃。此外，隨著2026年NASA整體預算面臨大幅削減的危機，火星樣本返回的未來變得更加黯淡。在美國太空探測任務整體放緩的同時，中國搶先一步的可能性也不小。當然，考慮到毅力號作為先遣隊已經駐留在火星，考慮到機會成本，完全放棄任務的可能性似乎不大。我衷心希望如此。
探測器的名字“毅力”（Perseverance）意為忍耐。名副其實，毅力號正在冷靜地等待著不知何時會來的後援隊。我只希望火星樣本返回任務能如願以償，珍貴的火星碎片能平安地“火箭快遞”回地球。無論其中裝載的是讓那些夢想火星地球化的人們感到希望的訊息，還是等待著另一個絕望，在得知答案之前，我們還需要更多的耐心。
參考
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09413-0
作者池雄培（音譯）是誰？他熱愛貓和宇宙。小時候在看了《銀河鐵道999》後，立志要將宇宙的美麗傳播給世人。目前擔任世宗大學自由專業學部助理教授，同時進行演講、寫作等多種科學傳播活動。著有《每天一片宇宙》、《星光閃爍的宇宙科學家們》、《雖無法前往但可以瞭解》、《看到宇宙就會浮現的奇怪問題》等書籍，並翻譯了《給真正航行在宇宙的搭車客的指南》、《我為何殺了冥王星》、《量子生活》、《Cosmigraphics》等作品。