美國國家航空航天局（NASA）正與國際合作夥伴合作研究與火星有關的古老地球。2023年6月，NASA的火星探測計劃負責人與來自澳大利亞航天局、歐洲航天局（ESA）和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織（CSIRO）的同行們一起進行了一次實地考察，探訪地球上一些最古老的令人信服的生命證據。

美國國家航空航天局（NASA）火星探測計劃、歐洲航天局、澳大利亞航天局和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的成員正在西澳大利亞皮爾巴拉地區調查”疊層石”，這是地球上已證實的最古老的生命化石。他們討論了在選擇採樣地點時地質背景的重要性，以及在考慮未來將火星樣本帶到地球的任務計劃時確保樣本生物起源完整性的重要性。圖片來源：NASA/Mike Toillion

“這次科學考察是美國國家航空航天局（NASA）與我們的國際合作夥伴合作研究古老地球的絕佳機會，因為它與火星可能有著相似的過去，”位於華盛頓的NASA總部的NASA火星探測計劃主任埃里克-艾恩森（Eric Ianson）說。”我們對地球的進化了解得越多，就越能將這些知識應用到我們對紅色星球的描述中”。

過去一瞥： 皮爾巴拉的地質寶藏

位於西澳大利亞內陸的皮爾巴拉是世界上為數不多的擁有古老地球地質記錄的地方之一。在國際社會繼續合作研究火星並準備將樣本帶到地球的同時，這些團隊探索了我們自己的後院能為我們尋找其他地方的生命提供哪些啟示。

NASA火星探測計劃、歐洲航天局、澳大利亞航天局和澳大利亞聯邦科學與工業研究組織的成員正在西澳大利亞的皮爾巴拉地區調查”疊層石”，這是地球上已證實的最古老的生命化石。他們討論了在選擇採樣地點時地質背景的重要性，以及在考慮未來將火星樣本帶到地球的任務計劃時確保樣本生物起源完整性的重要性。圖片來源：NASA/Mike Toillion

我們在西澳大利亞看到的是所謂的疊層石，NASA 總部”毅力號”火星車項目科學家米奇-舒爾特（Mitch Schulte）說。”它們是生活在大約35億年前的微生物墊所形成的化石，它們的存在被捕獲並保存在岩石記錄中，一直到現在。”

由於地質過程不斷重塑和循環地球表面，疊層石或其他化石極難在地球上長期保存，因此地質記錄中只保留了過去生命的一小部分。在皮爾巴拉地區，岩石記錄能夠在數十億年的時間裡完好無損地保存下來，從而形成了與我們在火星表面大部分地區看到的地質年齡相同的露頭。這使得該地區成為科學家和工程師磨練識別遠古環境中生命跡象技能的重要試驗場。

位於西澳大利亞Trendall 地點的3.35 Ga Strelley Pool Formation”蛋盒”疊層石。圖片來源：NASA/Mike Toillion

化石探測的挑戰

在為期一周的皮爾巴拉考察中，國際代表團考慮了化石證據定位的困難，以及我們的考察團如何利用技術（包括進行詳細的背景測量）來克服這些挑戰。討論的焦點是，在古老的岩石中發現並確認過去生命的跡像是多麼具有挑戰性，即使是在地球這樣一個已知有生命立足的星球上。

美國宇航局總部火星樣本送回項目副首席科學家兼天體生物學項目科學家林賽-海斯（Lindsay Hays）說：”要想證明某一特徵是生物性的，不僅需要能夠證明生命能夠創造它，還需要能夠證明該特徵的特定版本不是由其他東西創造的。必須了解岩石斷面的歷史記錄中還發生了什麼，才能理解正在觀察的東西。”

地質背景的意義

野外研討會的一個核心主題是，在選擇採樣地點並最終確認樣本生物來源的完整性時，地質背景非常重要。對於研究小組來說，皮爾巴拉是研究經受住了時間和科學嚴謹性考驗的疊層石以及了解他們可能在火星上尋找的東西的完美課堂。該小組研究了發現這些遠古生命跡象的環境如何有利於或不利於生物的形成。

自2021 年2 月18 日以來，NASA 的毅力號火星探測器一直在穿越傑澤羅隕石坑（其中包含一個古代河流三角洲），藏匿岩石和碎屑樣本，這些樣本可能包含30 億至35 億年前同一時期的古代微生物生命跡象。這次考察活動模仿了”毅力號”在數百萬英里之外的遠程工作：在現場識別樣本並研究樣本周圍的區域。

展望漫遊車下一階段的採樣活動，國際社會可以利用我們所了解到的地球環境背景的重要性，確保在採集最具科學可行性的樣本的同時，還能在適當的環境中進行測量，從而在樣本到達地球後，解決我們關於火星的最大科學問題。

朝著回答終極問題邁出一步

這次天體生物學考察為繼續開展調查和合作奠定了基礎，美國國家航空航天局（NASA）的”堅毅”號漫遊車、歐空局的”外星火星”（ExoMars）計劃以及這兩個機構的聯合火星樣本送回任務將共同努力，試圖回答人類的一個古老問題：我們是孤獨的嗎？