自人類開啟太空探索以來，火星這顆“紅色星球”始終吸引著科學界的目光。從蘇聯在1960年發射首個火星探測器，到美國“毅力”號火星車完成鉆孔取樣，再到中國“天問一號”傳回高清影像，火星因其稀薄大氣中持續存在的微量甲烷，成為研究地外生命的焦點。這種由一個碳原子與四個氫原子構成的簡單分子，在地球大氣中的濃度約為1.9ppm，而在火星上卻僅有十億分之幾的濃度。科學家們不禁發問：火星的甲烷從何而來？是否意味著這顆星球曾存在或仍存在生命？

火星的甲烷現象更顯特殊。2004年，歐洲航天局的“火星快車”號首次探測到火星大氣中的甲烷，濃度約10至50ppbv，引發科學界震動。為驗證這一發現，后續探測任務持續觀測。2012年，美國“好奇”號火星車在蓋爾隕石坑著陸，其搭載的設備通過可調諧激光光譜儀精準測量到甲烷成分。經過數年觀測，“好奇”號不僅證實了甲烷的存在，還發現其濃度呈季節性波動：北半球夏季濃度最高可達40ppbv以上，冬季則降至接近儀器檢測極限。這一規律性變化，結合甲烷在火星大氣中約320年的“壽命”（地球大氣中甲烷平均存在9至12年），暗示火星上必然存在持續產甲烷的源頭，且其“產量”隨季節變化。

地球上大部分甲烷源于生命活動，科學家由此推測火星可能存在產甲烷的微生物。地球極端環境中的產甲烷古菌能在無氧條件下利用簡單物質合成甲烷，理論上火星地下也可能存在類似微生物。火星表面環境惡劣，白天最高溫約20℃，夜間可降至-80℃以下，大氣稀薄且干燥，缺乏液態水，但地下200米以下可能隔絕輻射、維持穩定溫度，加之極地冰蓋與地下鹽水層可能提供液態水，為微生物生存創造了條件。然而，這一猜想面臨兩大難題：其一，火星地下若存在產甲烷古菌，需每年消耗約260噸有機物或等量氫氣與二氧化碳以維持現有甲烷濃度，但目前尚未發現如此規模的有機物；其二，甲烷從地下200米擴散到地表需數千年甚至上萬年，但“好奇”號觀測到的濃度呈約2個地球年的周期性波動，若甲烷擴散如此緩慢，地表濃度應保持穩定，而非出現顯著季節變化。