两份火星样本共同为揭示火星有机物质起源的新研究提供了“确凿证据”。这项研究为哥本哈根大学研究人员十多年前做出的预测提供了确凿证据，这可能是了解生命基础有机分子如何在地球上首次形成的关键。

在这颗红色星球上的陨石坑中，一个孤独的机器人正在四处移动。现在，它可能正在用钻头和机械臂收集土壤样本，因为它已经习惯这样做了。美国宇航局的“好奇号”火星车作为科学的延伸臂在火星上活跃了近 12 年，它不断发现新事物，这些发现让科学家们对火星和我们地球世界的理解感到惊讶和挑战。

最近，沉积有机物质的发现让许多研究人员感到困惑。这些碳基物质的性质，特别是其碳同位素的比例，让研究人员感到惊讶。

如果在地球上发现具有此类特性的有机物质，通常是微生物的标志，但它们也可能是非生物化学过程的结果。这一发现显然让研究人员急于寻找明确的答案，但似乎没有找到合适的答案。

然而，对于《自然地球科学》杂志发表的一项新研究背后的研究合作，人们并没有过多关注，而是表现出极大的热情。

事实上，火星上的发现为这组来自哥本哈根大学和东京工业大学的研究人员提供了缺失的一块拼图，让一切变得清晰起来。

正如合著者兼化学教授马修·约翰逊所说，这是证实他十年前提出的有关火星大气中所谓光解现象的理论所需的“确凿证据”。

借助好奇号的样本，新研究能够相当肯定地证明，正如旧理论所预测的那样，数十亿年前太阳分解了火星大气中的二氧化碳。而产生的一氧化碳逐渐与大气中的其他化学物质发生反应，合成了复杂的分子，从而为火星提供了有机物质。

“这种碳基复合分子是生命的先决条件，可以说是生命的基石。所以，这有点像关于先有鸡还是先有蛋的古老争论。我们发现，火星上发现的有机物质是通过大气光化学反应形成的——当然，没有生命。这是‘蛋’，是生命的先决条件。这种有机物质是否导致了红色星球上的生命，还有待证明。”约翰逊说，并继续说道：

哥本哈根大学化学系教授马修·约翰逊说：“此外，由于地球、火星和金星在很久以前发生光解作用时都具有非常相似的富含二氧化碳的大气层，因此这对于我们了解地球生命的起源也具有重要意义。”

相距 5000 万公里的两块拼图——一个谜题被解答

12 年前，约翰逊和两位同事使用基于量子力学的模拟来确定当富含二氧化碳的大气暴露在太阳的紫外线下时会发生什么，这一过程被称为光解。

基本上，在火星上，约 20% 的二氧化碳会分解成氧气和一氧化碳。但碳有两种稳定同位素：碳 12 和碳 13。通常，它们的比例为每 99 个碳 12 对应一个碳 13。然而，较轻的碳 12 的光解作用更快，因此光解产生的一氧化碳含有较少的碳 13(耗尽)，而剩余的二氧化碳含有较多的碳13(富集)。

因此，约翰逊和他的同事能够非常精确地预测光解后的碳同位素比例。这为他们提供了两个独特的指纹供他们寻找。其中一个是几年前在另一个火星样本中发现的。

“我们实际上在地球上发现了一块火星碎片，它是被陨石撞离火星的，然后在降落到地球上后就变成了一块火星碎片。这块陨石因发现于南极洲而被称为 Allan Hills 84001，它含有由大气中的二氧化碳形成的碳酸盐矿物。这里的确凿证据是，其中的碳同位素比例与我们在量子化学模拟中的预测完全一致，但谜题中缺少一块。我们缺少这种化学过程的其他产物来证实这一理论，而这正是我们现在获得的，”Matthew Johnson 说。

艾伦山陨石中的碳富含碳-13，这使其成为好奇号在火星上发现的有机物质中测得的碳-13耗竭的镜像。

因此，这项新研究将两个样本的数据联系起来，研究人员认为这两个样本在火星的早期阶段具有相同的起源，但发现时相距 5000 多万公里。