尽管迄今为止，火星呈现出贫瘠、尘土飞扬的景象，没有任何生命迹象，但其三角洲、湖床和河谷等地质特征强烈表明，过去其表面曾经有大量水流。为了探索这种可能性，科学家们检查了这些地层附近保存的沉积物。这些沉积物的成分提供了有关早期环境条件、随着时间的推移塑造地球的过程，甚至过去生命的潜在迹象的线索。

在一项这样的分析中，好奇号火星车从盖尔陨石坑收集的沉积物揭示了有机物，盖尔陨石坑被认为是大约 38 亿年前因小行星撞击而形成的一个古老湖泊。然而，与地球上发现的有机物相比，这种有机物的碳 13 同位素 (13C) 含量明显低于碳 12 同位素 (12C) ，这表明火星上有机物形成的过程不同。

现在，2024 年 5 月 9 日发表在《自然地球科学》杂志上的一项研究阐明了这种差异。由东京工业大学教授 Yuichiro Ueno 和哥本哈根大学 Matthew Johnson 教授领导的研究小组发现，大气中的二氧化碳 (CO2 ) 光解成一氧化碳(CO) 并随后还原，从而产生有机物13C含量耗尽的物质。

“在测量13C 和12C之间的稳定同位素比率时，火星有机物的13C 丰度为构成其碳的 0.92% 至 0.99%。与地球沉积有机物相比，这是极低的，地球沉积有机物是约1.04%，大气中的CO2约1.07%，两者都是生物残留物，与陨石中约1.05%的有机物不同，”上野解释道。

早期火星的大气层富含CO2 ，​​其中含有13C和12C同位素。研究人员在实验室实验中模拟了火星大气成分和温度的不同条件。他们发现，当12CO2暴露在太阳紫外线 (UV) 下时