人類對于火星上是否有生命的探索從未停止，而選擇有效的生物標志物組合及生物標志物載體，是提高地外生命探測效率的關鍵。基于此，近年來備受關注的美國“火星2020”任務工作組選取了6種可探測的生物標志物組合，包括：有機物、礦物、微觀結構、宏觀結構、同位素和化學特征（圖1）。這些生物標志物，或許可以幫助我們解開火星生命的秘密。
圖1 美國“火星2020”任務選定的6種生物標志物組合
鲕粒，由于其獨特的結構形貌特征及與生物活動潛在的相關性，被列爲一種礦物生物標志物。碳酸鹽鲕粒主要是由文石、方解石等礦物圍繞一個核生長而形成的，具有環帶或放射狀結構的球形或橢球形顆粒（<2 mm）（圖2），廣泛存在于濱湖、淺海等地質記錄中。
然而，關于鲕粒還有很多關鍵科學問題有待解決。如：鲕粒究竟是生物成因還是非生物成因？地質曆史時期的鲕粒是否能保存具有明確指向性的生物標志物？這些問題制約著鲕粒在追溯古環境及生命活動中的作用。
圖2 鲕粒樣品及偏光顯微鏡照片
柴達木盆地是地球上最大的類火星環境之一，其極端環境中生物標志物的存在形式對火星探測具有重要的指示意義。
近期，中科院廣州地化所何宏平研究員團隊與香港大學、加拿大阿爾伯塔大學合作，對柴達木盆地蒸發鹽膠結的碳酸鹽鲕粒樣品的礦物學和同位素地球化學特征進行了系統研究，對鲕粒的形成年齡、鲕粒中生命物質的保存開展了詳細的剖析。
研究發現，鲕粒樣品的穩定碳、氧同位素特征均顯示無機碳源特征，指示了鲕粒形成于幹旱的蒸發環境；同時元素掃描分析也未發現與生命活動有關的元素（如磷、鐵等）分布，這進一步證明了該鲕粒樣品不是由生物形成的。
但是，從鲕粒中萃取出的微量有機物的拉曼光譜分析表明，鲕粒樣品中均含有保存程度不同的藍細菌在光合作用過程中過濾紫外線的保護色素——僞枝藻素（圖3）。盡管隨著保存時間的增長，部分信號變弱，但至少在經曆了29萬年後（樣品2B），從鲕粒中仍能獲得有效的僞枝藻素信號。
圖3 鲕粒中萃取的僞枝藻素拉曼光譜（2B：白雲石鲕粒；9A：文石鲕粒；10A：文石鲕粒）
因此，該研究認爲，雖然鲕粒的形成與生物作用可能不存在直接相關性，但鲕粒能在極端環境中較好保存僞枝藻素這一生物標志物，並且在經曆一定的地質曆史時期後仍可以被檢測出來。這表明在鲕粒形成時期，藍細菌繁盛于柴達木盆地的古鹽湖，也說明鲕粒本身可以作爲一種顯式的生物標志物。
已有研究表明，火星上發育了衆多的蒸發鹽沉積。因此，其中可能存在的碳酸鹽鲕粒是尋找潛在生命物質的關鍵載體，在未來的火星探測研究中可作爲優先關注的探測目標。
上述成果發表在Geophysical Research Letters上。
來源：中國科學院廣州地球化學研究所