去年五月，美国宇航局好奇号火星车在执行常规驱动任务时，意外碾碎了盖迪兹峡谷水道中的一块岩石，灰色外壳裂开后流露出鲜艳的黄色晶体。经分析确认，这些晶体是纯元素硫——这是人类首次在火星上探测到这种形态的硫，而非此前频繁发现的硫酸盐矿物。更引人注目的是，该通道内散布着大量外观类似的岩石，暗示元素硫在特定火星区域可能以集中方式存在，这与科学家基于现有火星地质知识的预期严重不符。

硫酸盐在火星地表广泛分布已是共识。这类矿物通常形成于含硫化合物溶解在水中后与其他矿物质混合，随着水分蒸发，矿物质结晶并留下硫酸盐沉积。通过分析这些硫酸盐的化学组成和分层结构，科学家得以重建火星古代水文循环的历史片段，追溯其气候演变轨迹。然而纯元素硫的形成条件却截然不同。

火星上的一次意外事故揭示了一块看似普通的岩石中令人惊讶的成分。 （NASA/JPL-Caltech/MSSS）

在地球上，元素硫的主要产生机制包括火山活动、热液系统以及特定微生物的代谢过程。火山喷发释放的二氧化硫气体在特定温度和压力条件下可凝结为元素硫沉积；热液喷口附近的还原性环境也能促使硫化氢氧化为单质硫；某些嗜极微生物甚至能通过化学能代谢直接产生硫磺。但好奇号探测的盖迪兹峡谷区域，从已有数据看并不具备这些经典形成条件。

喷气推进实验室项目科学家阿什温·瓦萨瓦达对此表示困惑："发现一片由纯硫组成的石头就像在沙漠中发现绿洲一样。按理说它不应该出现在那里，所以现在我们必须解释它。"这种困惑源于盖迪兹峡谷的地质背景——这是一条深刻切入夏普山山坡的古老水道，岩石层保留着数十亿年前液态水流动的侵蚀痕迹，但并无明显火山或热液活动的证据。

硫的双重身份与生命线索

硫在生物化学中扮演不可或缺的角色。所有已知生命体都需要硫来合成半胱氨酸和甲硫氨酸这两种必需氨基酸，它们构成蛋白质折叠和功能的关键结构。某些微生物甚至能以硫化合物作为能量来源，在完全缺氧的极端环境中生存。这类化能自养生物在地球深海热液喷口附近大量存在，它们依赖硫的氧化还原反应维持生命活动。

火星上发现的硫磺探测器“好奇号”。（NASA/JPL-Caltech/MSSS）

然而火星上纯硫的发现在天体生物学意义上并不构成直接突破。火星地表早已探明存在大量硫酸盐，这意味着硫元素本身的可获得性从未成为疑问。迄今为止，包括好奇号和毅力号在内的所有火星任务都未检测到确凿的生命迹象——无论是活跃的生物标志物还是化石记录。尽管如此，火星探测持续积累的证据拼图逐渐勾勒出一幅更复杂的图景：有机分子的检出、古代湖泊系统的重建、可能宜居环境的识别，这些发现共同暗示火星历史上曾具备支持生命的基础条件。

纯硫的出现为这一拼图增添了新的疑问碎片。如果元素硫确实与火山或热液活动相关，那么盖迪兹峡谷地区可能曾发生过目前模型未预见的地质事件。得克萨斯大学最新研究表明，早期火星火山可能释放出大量还原性硫气体如硫化氢和单质硫蒸气，这些气体在火星表面冷凝后可直接沉积为元素硫或硫化物。该研究进一步指出，火星陨石中富含还原态硫，而地表却以氧化态硫酸盐为主，这种不对称分布暗示火星大气演化过程中硫化学循环发生了根本性转变。

这张照片拍摄于发现硫磺九天后，照片中的岩石与“好奇号”火星车撞碎的岩石非常相似。（NASA/JPL-Caltech/MSSS）

好奇号配备的化学与矿物学分析仪能够精确测定岩石的元素组成，但无法穿透岩石内部进行非侵入式成像。此次发现之所以可能，完全归功于火星车近900公斤的质量恰好碾过了一块足够脆弱的岩石。若非这次偶然碰撞，这些黄色晶体可能仍藏身于平凡无奇的灰色外壳之下。这种随机性也提示研究者，火星地表可能隐藏着更多尚未揭示的地质秘密。

探测持续与理论更新的竞赛

好奇号自2012年登陆盖尔陨石坑以来，已累计行驶超过31公里，沿途钻取了42个岩石粉末样本。其攀登夏普山的旅程是一次穿越火星地质年代的时间之旅——山体不同高度的岩层记录着从湿润温暖到干燥寒冷的环境演变。盖迪兹峡谷位于这座层状山体的中部区域,形成年代约在30至35亿年前,对应火星地质历史上的西方纪至阿玛逊纪过渡期,恰是全球气候发生剧烈转折的关键时段。

“好奇号”火星车利用其机械臂末端的钻头采集了42个岩石粉末样本。图中展示了钻头钻出的全部42个孔。（NASA/JPL-Caltech/MSSS）

火星车正继续沿峡谷缓慢前行,每隔数米便停下进行光谱分析和成像。科学团队希望通过系统采样确定元素硫的空间分布范围,这将为判断其形成机制提供关键约束。如果纯硫仅零星分布,可能指向局部热液事件或陨石撞击引发的瞬时高温过程;若呈区域性富集,则更可能关联大规模火山活动或长期的地下水循环。

与此同时,毅力号火星车在距离数千公里外的耶泽罗陨石坑继续创造着自己的纪录。今年六月,这辆配备先进自主导航系统的探测器单日行驶距离达到411米,刷新了火星地表机器人移动的速度纪录。相比好奇号和已退役的机遇号,毅力号的人工智能算法能实时识别地形障碍并规划最优路径,极大提升了探测效率。它目前正在古老河流三角洲沉积物中寻找可能的生物化石,这些距今约35亿年的沉积层被认为是火星上保存生命证据概率最高的地点之一。

两台火星车的协同工作正在改写行星科学教科书。盖迪兹峡谷的纯硫发现迫使研究者重新审视火星硫循环模型,这可能连带修正对火星火山史、大气演化和水文活动的理解。正如科学家们常说的,火星探测的魅力不在于验证已知,而在于那些不期而遇的异常现象——它们往往才是撬动理论革新的支点。当好奇号碾过下一块看似平常的岩石时,谁知道又会有什么惊喜在等待。