《天体生物学》杂志上的一篇新论文表明，NASA和其他寻找火星生物以“微化石”形式存在的团队，可以使用“钒”元素与拉曼光谱学结合在有机材料上来确定地外生命的痕迹。
“如果你正在研究地球上的微化石，你就会发现你的工作被切断了，因为在火星上也有，”该论文的主要作者、堪萨斯大学的地质学副教授克雷格·马歇尔(CraigMarshall)说。“在地球上，岩石已经存在了35亿年，板块碰撞和重新构造排列已经给岩石带来了很大的压力，而且这些岩石被掩埋，温度也会随着深度的增加而增加。
马歇尔把古代火星微生物比作高压锅里放着从超市里买的牛排。
他说:“你可以看到一块牛排看起来是生物性的——有血从上面滴下来。”然后，你把它放在高压锅里很长一段时间，最后你会得到木炭。它可以是无生命的木炭，也可以是由热和压力制成的有机材料。大量的生物化合物被破坏和撕裂，除了热量和压力，剩下的是碳残留物。我们可以看到这个碳和拉曼光谱。
的确，在一些时间里，古生物学家和天体生物学家在火星上寻找生命的碎片已经利用了拉曼光谱技术，这一技术可以揭示一个样品的细胞组成。
“人们说，‘如果它看起来像生命，并有碳的拉曼信号，那么我们就认为有生命，’”马歇尔说。“但是，我们也知道在其他过程中也可以有碳质材料——比如海底的热液喷口——与看起来像微化石一样，也有一些碳信号。”人们也会人为地制造一些奇妙的碳结构，看起来和微化石完全一样。所以，我们现在正处于一个关键时刻，很难判断是否只有在形态学和拉曼光谱的基础上才有生命。
在这篇新论文中，马歇尔和他的合著者提供了一条通往铁定的证据的道路，证明了微化石曾经是活生生的。根据研究人员的说法，这项技术可以用在美国国家航空航天局年的火星探测任务中，探索火星上远古环境可能孕育微生物生命的地方。
研究人员包括来自悉尼大学的艾莉森·奥尔科特·马歇尔、来自悉尼大学的杰德·艾特肯和彼得·雷、沙特阿拉伯石油公司的PierreBreuer和大学deLiege的PhilippeSteemans。
马歇尔说:“我们应用了一种叫做x射线荧光显微技术的新技术，它研究元素组成。”在元素周期表中，钒是一种过渡金属。它已经被证明可以替代生物化合物。如果你不能明确地确定某物是否是生物，也许我们可以寻找已知的生物元素，比如钒。然后，如果那些看起来像微化石的材料，看着碳质拉曼光谱，有钒——这是一种新的方法，可以发现什么东西真的是生物。
研究人员称，在原油、沥青和黑色页岩中发现了钒，这是由公认的生物来源形成的。
“钒在叶绿素分子中被完全分解，”马歇尔说。叶绿素通常在中心有镁——在埋藏的过程中，钒取代了镁。叶绿素分子与碳质物质纠缠在一起，从而保护了钒。这就像是你的车库里有一根绳子，在你把它收起来之前，你要把它包起来，这样下次你需要的时候就可以把它解开。但随着时间的推移，车库地板上的东西会缠结在一起。即使你使劲摇晃那根绳子，东西也不会出来，乱作一团。同样地，如果你看碳质材料，你会发现有一堆杂乱的碳层把钒混合在一起。
马歇尔和他的同事们证实了在已知的微生物化石上测试钒的概念，这些化石是地球上公认的生物起源——一种叫做疑源类（Acritarchs）的有机微化石，可能与在火星上存在的生命痕迹并不遥远。
马歇尔说:“我们在一个微化石上的测试验证了一个概念，在那里没有任何疑问，我们认为这个微化石的时代是泥盆纪。这些是水生微生物——他们被认为是微藻，是一种比细菌更高级的真核细胞，我们发现了在蓝藻材料中的钒含量。
“我们计划进一步利用纳米光谱成像技术对碳质材料进行进一步的拉曼光谱研究，”Lay说。“这项研究也引起了欧洲太空计划的研究人员对火星探测器的兴趣，马歇尔说，他的研究小组的基于钒的验证技术值得美国宇航局年火星任务计划的科学家们