探寻火星生命之谜
2024-12-07兰顺正
2024年10月中旬,某专业学术期刊发表了一篇天体生物学论文,称一项建模研究显示,火星表面的尘埃冰为光合作用生命的存在创造了必要条件,因此,位于火星中纬度的冰沉积物应当成为寻找火星生命的关键线索。这一发现无疑再次激发了人们探索火星生命的兴趣。
火星上到底有没有生命
火星近年来已经成为多国频频探测的对象,而对生命的探寻一直是火星探测的主要任务。经过多年的研究,现在科学家普遍认为,火星上基本没有高级生物,也就是说,那些心心念念要和“火星人”交朋友的人要失望了。然而,科学家认为火星在早期曾是地球的姊妹星球,气候温暖而湿润。在39亿至35亿年前,火星与当时的地球非常相似。既然生命在地球上能够演化出来,那么在那时,火星的环境也应该具备了生命所需的基本条件,因此火星上曾经存在过生命的可能性并不小。
众所周知,水是生命之源,而火星曾经有过大量的水资源。尽管探测器没有在火星地表发现液态水,但诸多探测结果表明,今天的火星在两极冰盖以及近地表层还存储有大量水分。火星南北两极都有厚厚的干冰层,干冰层下方则是体量十分巨大的水冰层。2018年,火星快车号探测器的雷达在火星南极冰盖下方1.5千米处发现了一个延展20千米的冰河湖,这是火星上第一个被发现的稳定水体。毫无疑问,火星近地表层一定蕴藏着更多的水体、实际上,火星历史上可能1/3至3/4的表面都为液态水所覆盖,大量年代久远的网状峡谷和外流水道就是最充分的证据。有些外流水道宽达几十千米、长达几百千米,据估计,形成这些外流水道所需的水量足够形成—个450至900米深的全球性海洋。
同时,火星陨石也为我们探寻火星生命提供了重要线索。迄今为止,火星陨石仍是目前唯一能够直接获取的火星样品,它们携带了有关火星形成与演化、火星古环境和可能存在生命的宝贵信息。目前全球已经收集到约300块火星陨石样品。1996年,NASA的科学家声称在一块南极火星陨石中,发现了生命存在的证据:在陨石中发现了碳酸盐脉以及相关的有机质。但是,大多数学者认为,除了碳酸盐脉,其他的证据可以通过多种成因解释,甚至可能是污染或样品处理过程中产生的结果。2011年,一块火星陨石坠落在摩洛哥沙漠,经过分析,科学家在该陨石中发现了有机质,这一发现是目前支持火星存在过生命的重要证据。
火星为何变得如此贫瘠
那么,既然火星上有过水,也可能繁衍过生命,为何它没有像地球一样充满生机,反而变成了一片荒凉之地呢?答案就是——太阳。太阳持续向外喷射带电粒子流,也就是太阳风。地球上的生命之所以很少受太阳风的影响,是因为地球内部存在旋转的、对流的铁水和镍团,这样的铁水和镍团好似位于地球核心的发电机,在地球周围形成了—个磁场,把太阳风挡在了外面。同理,火星的中心应该也有—个类似的“发电机”。但是随着火星核心的冷却,其中液态金属的对流逐渐减弱,导致“发电机”停转,火星的磁场也几乎消失。太阳风因此能够自由进入火星,一方面剥离了火星的大气层,另一方面太阳辐射使得火星大气中的水分子不断减少。随着时间的推移,火星变得又冷又干,最终生命无法继续生存。
火星能否恢复生机
尽管“火星人”是无法找到了,但火星仍然是地球人感兴趣的星球。根据目前的研究,火星被认为是太阳系中,除了地球之外人类最“宜居”的行星。尽管火星上的气候环境对人类生存而言依然苛刻,比如低温、缺少生命必需的氧气和水,但与其他行星相比,火星的生存条件显然要优越得多。现在已经证实火星两极有大量的冰存在,同时火星上的绿黏土和火山灰有利于植物生长,其大气中的二氧化碳可帮助植物进行光合作用。另外,火星上还拥有丰富的风能、地热能,以及因火山活动和水流冲击而形成的各种金属富矿。因此,火星已成为人类未来登陆的首要候选行星。
那么,未来是否有可能把火星改造成适合人类生活的星球呢?对此,很多科学家都持有乐观态度。
有方案认为改造火星的过程大约需要1000年,最终火星会变成—个绿色星球。
首先,人类航天员登陆火星,对火星进行一系列的勘测探索,并逐步在火星上建立小型的生活基地。约在100年的时间内,人类通过各种方法,释放火星土壤中冻结的二氧化碳,使其变暖。当冻结在火星土壤和极地冰帽中的二氧化碳逐步释放到空气中后,火星上将会形成类似于地球上的大气层。
大约200年后,从火星地表释放出来的二氧化碳已经足够在火星上空形成一定的大气压,于是火星地表开始有液态水流动,水分开始蒸发,火星上将会逐渐出现雨、雪等天气现象。人类可以向火星引入微生物以及藻类、苔藓等植物。
约600年后,当微生物在火星表面制造出足够多的有机土壤,并向大气中释放出一定量的氧气后,人类可以移植—些开花植物到火星上,针叶树将有可能在火星上生根。在光合作用的帮助下,植物的生长意昧着火星上将产生更多的氧气。
约900年后,人类可以在火星上建造居住基地,并建立核电站、风力发电站,为火星居民提供源源不断的能源。
约1000年后,火星会迎来人类的移民,其上会建有很多带穹顶的封闭型建筑。这时,火星赤道的平均温度已经达到4摄氏度,火星大气中将包含50%的二氧化碳、40%的氮气、5%的氧气和5%的其他气体,成为—颗对于人类比较“友好”的行星。