1976年夏天，人類的觸角第一次觸及到另一顆行星的土壤。兩個(gè)海盜號(hào)探測(cè)器從它們的著陸地點(diǎn)挖掘了土壤樣本，并將這些樣本倒入從地球帶來(lái)的分析設(shè)備中。在這些分析儀器中技術(shù)最先進(jìn)的也許就是氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀（GC-MS）了，它的主要作用是探測(cè)火星土壤中是否存在有機(jī)化合物。但在運(yùn)轉(zhuǎn)了幾個(gè)月之后，它沒有發(fā)現(xiàn)任何生命跡象。

2008年5月26日，另一架質(zhì)譜儀隨著鳳凰號(hào)探測(cè)器一起登陸火星北極。從著陸地點(diǎn)就可以猜到，鳳凰號(hào)實(shí)際上是1999年12月失蹤的“火星極地著陸者”的姐妹探測(cè)器，而且它還是美國(guó)航宇局一系列低成本“偵察”計(jì)劃中的第一個(gè)探測(cè)器。盡管鳳凰號(hào)與海盜號(hào)相比就像是別克轎車與勞斯萊斯相比，但是一些化學(xué)家卻相信，雖然設(shè)備更精良的海盜號(hào)沒有發(fā)現(xiàn)有機(jī)分子，但鳳凰號(hào)會(huì)找到有機(jī)化合物的證據(jù)，甚至發(fā)現(xiàn)更多海盜號(hào)錯(cuò)過的秘密。

有機(jī)物之謎

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀是一種專門用來(lái)探測(cè)有機(jī)分子混合物中不同成分的儀器。當(dāng)樣本穿過色譜儀時(shí)，由于小分子運(yùn)動(dòng)得快，大分子運(yùn)動(dòng)得慢，管道中的化合物會(huì)以大小排序，進(jìn)入質(zhì)譜儀，進(jìn)行整個(gè)分子或者分子碎片的質(zhì)量測(cè)定。

當(dāng)海盜號(hào)抵達(dá)火星后，科學(xué)家們期望能發(fā)現(xiàn)有機(jī)化合物?；鹦潜砻娌紳M的環(huán)形山表明它曾經(jīng)遭受過多次隕石的轟擊，在地球上，20世紀(jì)60年代人們就已經(jīng)在一些隕石中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)化合物的痕跡。因此，即使火星本身無(wú)法制造任何有機(jī)物，也應(yīng)該能找到它們的蹤跡。因此，當(dāng)時(shí)一些海盜號(hào)的研發(fā)人員擔(dān)心氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀會(huì)淹沒在大量的有機(jī)物中。

但是，海盜號(hào)探測(cè)器發(fā)現(xiàn)從被加熱的火星土壤中散發(fā)出來(lái)的只有水和二氧化碳，它們或者是被土壤中的粒子捕獲的，或者就是由無(wú)機(jī)物釋放出來(lái)的。

然而，有些科學(xué)家認(rèn)為火星可能確實(shí)含有一些有機(jī)物，只不過海盜號(hào)沒有探測(cè)到而已。這些有機(jī)物可能是以苯六酸的形式存在的，當(dāng)組成隕石中有機(jī)物的碳沒有被完全氧化時(shí)就會(huì)形成苯六酸。在火星這樣一個(gè)氧化環(huán)境中它非常穩(wěn)定，不會(huì)進(jìn)一步氧化而且難熔，并且無(wú)法溶解在其他任何物質(zhì)中。將它加熱時(shí)它也不會(huì)釋放任何的揮發(fā)物，因此海盜號(hào)可能沒有發(fā)現(xiàn)它?？茖W(xué)家們研究估計(jì)，在30億年的過程中，火星表面每平方米會(huì)產(chǎn)生2千克的苯六酸。但不幸的是，需要很高的溫度才能破壞苯六酸，而其分解之后的主要產(chǎn)物苯恰恰是用來(lái)清洗儀器的溶劑之一。如果海盜號(hào)能把采集來(lái)的樣本加熱到600℃而不是500℃的話，它們也許就能從中發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)的蹤跡。但是海盜號(hào)當(dāng)時(shí)無(wú)法加熱到600℃。

幾乎與此同時(shí)，另外兩組科學(xué)家也在做著類似的分析，得出的結(jié)果驚人地相似。

一組科學(xué)家在2004年機(jī)遇號(hào)火星車發(fā)現(xiàn)了黃鉀鐵礬后，重新研究了海盜號(hào)對(duì)有機(jī)分子的檢測(cè)。他們使用西班牙里奧廷托地區(qū)含黃鉀鐵礬的土壤重復(fù)海盜號(hào)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)使用化學(xué)方法提取這些有機(jī)物相對(duì)較為容易—而使用加熱方法卻很困難。盡管土壤中存在大量的有機(jī)物，但是在實(shí)驗(yàn)后得到的沉積物中卻沒有探測(cè)到有機(jī)分子，這十分奇怪。

另一組科學(xué)家在阿塔卡馬沙漠中進(jìn)行土壤研究，并且也開始懷疑海盜號(hào)的結(jié)果并不全面。他們的研究論文中顯著地指出“和高溫分解法相比使用化學(xué)萃取的方法可以釋放出多1000倍的氨基酸”——而海盜號(hào)使用的正是高溫分解方法。

除了雷奧提托地區(qū)的沉積物和阿卡塔馬沙漠的樣本之外，科學(xué)家們還檢測(cè)了來(lái)自其他類似火星環(huán)境的不毛之地——南極干旱河谷和利比亞沙漠—的土壤樣本。化學(xué)萃取方法發(fā)現(xiàn)了少量的有機(jī)化合物。例如在來(lái)自南極的樣本中，每克土壤中含有20微克~90微克的碳。只有把溫度升高到750℃時(shí)，才開始在超過半數(shù)的樣本中發(fā)現(xiàn)有機(jī)物的信號(hào)。

升溫的爭(zhēng)論

科學(xué)家們認(rèn)為，在海盜號(hào)實(shí)驗(yàn)的加熱過程中，由于火星土壤中鐵化合物的催化作用，釋放出的有機(jī)物在進(jìn)入氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀之前就變成了二氧化碳。海盜號(hào)發(fā)現(xiàn)的一部分二氧化碳可能就來(lái)自于氧化的有機(jī)物，即使這僅僅是其中微小的一部分，火星表面的有機(jī)物含量也會(huì)比之前預(yù)期的高1000倍。

另外一些科學(xué)家認(rèn)為，地面實(shí)驗(yàn)所采用的實(shí)驗(yàn)裝置的靈敏度只有海盜號(hào)的1/1000，因此在500℃沒有發(fā)現(xiàn)任何有機(jī)物而在750℃發(fā)現(xiàn)了并不能說明任何問題。如果地面使用的實(shí)驗(yàn)裝置擁有和海盜號(hào)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀相似的靈敏度的話，那么在500℃的情況下也能輕松探測(cè)到有機(jī)分子?？茖W(xué)家們認(rèn)為氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀的運(yùn)轉(zhuǎn)是完美無(wú)瑕的，但問題可能出在高溫分解有機(jī)物上。

確實(shí)，負(fù)責(zé)鳳凰號(hào)儀器的科學(xué)家們已經(jīng)注意到了這一點(diǎn)。鳳凰號(hào)的主要目標(biāo)是探測(cè)火星土壤中冰和礦物的特性，但是它也具備探測(cè)有機(jī)物的能力。最初為“火星極地著陸者”設(shè)計(jì)的熱與逸出氣體分析儀（TEGA）可以以恒定的速度加熱土壤樣本，測(cè)量升溫率的變化由此可以探測(cè)相變——當(dāng)物質(zhì)熔化或蒸發(fā)時(shí)會(huì)吸收熱量而不改變溫度。但是鳳凰號(hào)的TEGA與“火星極地著陸者”上的不同，還裝有一個(gè)小型的質(zhì)譜儀，它將用來(lái)探測(cè)被加熱到1000℃的土壤樣本的成分。這一溫度是海盜號(hào)的加熱器所能達(dá)到的兩倍，而且足以分解絕大多數(shù)的難熔化合物。

“如果我們沒有發(fā)現(xiàn)有機(jī)化合物，那么我們至少可以肯定這不是由于這些物質(zhì)的難熔性質(zhì)造成的，”科學(xué)家們說，“它同時(shí)也意味著火星特殊的環(huán)境不適合保護(hù)有機(jī)分子免遭破壞?！?/p>

繼續(xù)尋找生命

科學(xué)家們或多或少地相信鳳凰號(hào)的加熱裝置會(huì)發(fā)現(xiàn)苯六酸以及有關(guān)的鹽——這是他們的第三次機(jī)會(huì)。他們?cè)认Ｍ谟職馓?hào)和機(jī)遇號(hào)火星車上搭載拉曼光譜儀來(lái)探測(cè)有機(jī)化合物，但是由于時(shí)間太緊而被迫取消。而歐空局的獵兔犬2號(hào)本來(lái)也應(yīng)該探測(cè)火星土壤中的有機(jī)物，并且還專門設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的裝置可以從巖石下面采集樣本，可惜的是獵兔犬2號(hào)離開火星快車之后，就與地面失去了聯(lián)系。

如果TEGA確實(shí)在高溫下探測(cè)到了有機(jī)物，那么這些有機(jī)物來(lái)自隕石的可能性要比源于火星的大得多。但是它們的存在依然可以說明火星的土壤并不像海盜號(hào)之后一致認(rèn)為的那樣具有極強(qiáng)的氧化性，這也許為在火星的某個(gè)地方還存在著原生的有機(jī)物提供了希望?？茖W(xué)家們指出，如果火星上的冰是由涌出的地下水凝結(jié)而成的，那么冰中可能就含有來(lái)自地下水中的有機(jī)物，這些有機(jī)物來(lái)自具有氧化性的火星土壤層之下，而且會(huì)在隨后的冰凍中得以保存。如果探測(cè)到這些有機(jī)物，并不能證明海盜號(hào)的結(jié)果就是錯(cuò)的，它只能說明火星不同地區(qū)的不同環(huán)境對(duì)于承載同一種有機(jī)分子的能力不同。

2009年，美國(guó)航宇局計(jì)劃發(fā)射的火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，上面安裝了“火星樣本分析系統(tǒng)”。“火星樣本分析系統(tǒng)”將是自海盜號(hào)以來(lái)第一個(gè)裝有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析儀的系統(tǒng)，同時(shí)它還搭載了一臺(tái)激光分光儀，它將同時(shí)采用化學(xué)萃取和高溫分解這兩種方法，以此來(lái)進(jìn)行對(duì)比并使它們互補(bǔ)。

但是在此之前必須先找到火星上存在有機(jī)分子的證據(jù)。

令人期待的鳳凰號(hào)，令人期待的新證據(jù)。