实验室研究发现：火星冰层可将生物分子保存数百万年

实验室模拟与方法

研究人员冷冻了细菌样本，并将其置于旨在模拟火星冰封区域的条件下。实验使用了嵌入两种介质中的大肠杆菌（Escherichia coli）细胞：纯水冰以及混有火星土壤模拟物（如硅酸盐岩石和粘土）的冰。样本被冷却至约 -51°C，并暴露在相当于火星表面数百万年照射水平的辐射下。

关键发现

• 氨基酸作为蛋白质的组成部分，在纯冰样本中的留存时间远长于在含土壤的冰样本中。
• 在相当于火星上约 5000 万年的辐射暴露后，纯冰样本中仍保留了 10% 以上的原始氨基酸；而含土壤样本中的氨基酸几乎完全降解。
• 在更低温度（与冰冷卫星的条件相当）下进行的测试显示，生物分子的分解速率进一步降低。

提出的保存机制

研究表明，在纯冰中，辐射产生的活性物质（如自由基）被固定在冰基质内，这限制了会破坏生物分子的二次化学反应。相比之下，土壤模拟物中的矿物成分似乎创造了微环境，促进了导致更快分子损伤的化学途径。

对天体生物学和探测任务的影响

这些结果表明，火星上以冰为主的沉积物是寻找过去微生物生命遗留痕迹的极具前景的地点。这些发现可以为任务规划者在选择着陆点和采样策略时提供参考，优先考虑富含冰的地点，并采用能够触及相对未受污染冰层的钻探或采样方法。

研究背景

首席研究人员指出，这些实验并非证明火星上曾经存在生命，而是确定了生物分子证据最有可能在漫长的地质年代中幸存下来的物理环境。太阳系其他地方更寒冷的环境可能会提供更强的保存能力，从而增加了未来探索冰冷星球的科学价值。

核心结论：在类火星的温度和辐射条件下，纯冰可以作为生物分子的长期保存剂，这使得两极和其他富含冰的地区成为寻找昔日生命迹象的高优先级目标。