一般认为，大约38亿～36亿年前的火星就像现在的地球一样温暖，且存在海洋。然而，在这样的环境中，氨基酸和糖等生命物质分子原料——甲醛的生成情况仍不得而知。
日本东北大学理学研究科地球物理学专业的研究生小山俊吾、寺田直树教授、古川善博副教授等人组成的研究团队，利用大气的光化学模型推算了远古火星大气中甲醛的生成量，结果表明，在远古火星的温暖时期，甲醛是持续生成。相关研究成果已发表在期刊《Scientific Reports》上。
图1. 在远古温暖的火星上，甲醛（H₂CO ）在大气中生成并在海洋中转化为生命物质分子过程的概念图（供图：©Shungo Koyama）
研究团队利用大气的化学模型，在模拟远古火星大气的条件下计算了甲醛的生成量。结果表明，如果火山喷出的氢超过一定水平，那么在大约40亿年前到30亿年前的广义时期内，很多甲醛都是通过大气中的化学反应生成的。特别是在大约38亿～36亿年前的温暖时期，甲醛的生成效率最高。
核糖（糖）是被认为在生命起源中发挥重要作用的核糖核酸（RNA）的组成要素。基于此次计算出的甲醛生成量，并结合迄今进行的甲醛聚糖反应实验数据，研究人员还推算出了远古火星海洋中核糖的生成量。结果显示，只有在远古火星的温暖时期，以核糖为代表的生命物质分子——糖才可能持续生成。
目前，美国宇航局（NASA）的探测器正在火星上进行地质勘测。通过由此得到的数据来看，此次推算时期的有机物特征也逐渐清晰。未来，研究团队希望根据此次成功推测其生成的甲醛同位素等物质的特征，来推断当时地层中沉积的有机物特征，并通过与探测器获得的数据进行比较，更详细地解析出当时火星的有机物生成进程。据悉，作为研究的一环，他们希望结合火星表面的地形和推测得出的当时的气候信息等情况，揭示出火星上哪些地方更容易形成生命物质分子。
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Scientific Reports
论文：Atmospheric formaldehyde production on early Mars leading to a potential formation of bio-important molecules
DOI：10.1038/s41598-024-52718-9
