新發表的研究量化了火星岩石中有機碳的存在。科學家們首次使用NASA“好奇號”探測器的數據測量了火星岩石中的總有機碳–生命分子中的一個關鍵成分。

NASA戈達德太空飛行中心的Jennifer Stern碩大：“總有機碳是幾個測量（或指數）之一，幫助我們了解有多少材料可作為前生物化學和潛在生物學的原料。我們發現至少有200到273百萬分之一的有機碳。這跟地球上生命力非常低的地方的岩石中發現的數量相當，甚至更多，如南美洲阿塔卡馬沙漠的部分地區，而且比在火星隕石中檢測到的數量更多。”

有機碳是跟一個氫原子結合的碳。它是有機分子的基礎，所有已知的生命形式都在創造和使用這些分子。然而由於有機碳也可以來自非生物來源，它在火星上的存在並不能證明那裡有生命存在。如它可以來自隕石、火山或由地表反應在原地形成。以前在火星上已經發現了有機碳，但以前的測量只產生了關於特定化合物的信息，或代表著測量只捕獲了岩石中的一部分碳。新的測量方法給出了這些岩石中存在的有機碳的總量。

儘管目前火星表面對生命來說是不適宜的，但有證據表明，數十億年前的氣候更像地球，有更厚的大氣層和流入河流和海洋的液體水。由於液態水是我們所理解的生命的必要條件，科學家們認為，如果火星生命曾經進化，如果存在足夠數量的有機碳等關鍵成分那麼它就可以維持。

“好奇號”通過調查火星的可居住性推動了天體生物學領域的發展並研究了其氣候和地質。該探測器在Gale環形山的“黃刀灣”地層中鑽取了35億年前的泥岩樣本，該地層是火星上一個古老湖泊的所在地。Gale環形山的泥岩是由於水中極細的沉積物沉澱在湖底並被掩埋而形成。有機碳是這種材料的一部分並被納入泥岩中。除了液態水和有機碳，Gale環形山還有其他有利於生命的條件如化學能源、低酸度和其他生物所需的元素。這項研究的論文第一作者Stern說道：“基本上，如果生命曾經存在的話，這個地點會提供一個適合生命的環境。”

為了進行測量，“好奇號”將樣品送到它的火星樣品分析(SAM)儀器上，在那裡，一個烤箱將粉末狀的岩石加熱到逐漸升高的溫度。這個實驗利用氧氣和熱量將有機碳轉化為二氧化碳，通過測量其數量以獲得岩石中有機碳的數量。加入氧氣和熱量可以使碳分子破裂，進而使碳跟氧氣發生反應以生成二氧化碳。一些碳被鎖在礦物中，因此烘箱將樣品加熱到非常高的溫度以分解這些礦物並釋放碳，從而使其轉化為二氧化碳。雖然該實驗在2014年就已經進行，但研究人員們需要多年的分析才能理解數據並將結果跟該任務在Gale環形山的其他發現聯繫起來。這個資源密集型的實驗在“好奇號”在火星的10年裡只進行了一次。

此外，這個過程還允許SAM測量碳同位素比率，而這有助於了解碳的來源。同位素是一種元素的版本，由於其原子中心（原子核）存在一個或多個額外的中子，其重量（質量）略有不同。如碳-12有六個中子，而較重的碳-13有七個中子。由於較重的同位素往往比較輕的同位素反應更慢一些，因此來自生命的碳富含碳-12。“在這種情況下，同位素組成實際上只能告訴我們總碳中哪一部分是有機碳，哪一部分是礦物碳，”Stern說道，“雖然不能完全排除生物學，但同位素也不能真正用來支持這種碳的生物來源，因為這個範圍跟火成岩（火山）碳和隕石有機物質相重疊，它們最有可能是這種有機碳的來源。”