探尋火星生命之謎

2024年10月中旬，某專業(yè)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表了一篇天體生物學(xué)論文，稱一項建模研究顯示，火星表面的塵埃冰為光合作用生命的存在創(chuàng)造了必要條件，因此，位于火星中緯度的冰沉積物應(yīng)當(dāng)成為尋找火星生命的關(guān)鍵線索。這一發(fā)現(xiàn)無疑再次激發(fā)了人們探索火星生命的興趣。

火星上到底有沒有生命

火星近年來已經(jīng)成為多國頻頻探測的對象，而對生命的探尋一直是火星探測的主要任務(wù)。經(jīng)過多年的研究，現(xiàn)在科學(xué)家普遍認(rèn)為，火星上基本沒有高級生物，也就是說，那些心心念念要和“火星人”交朋友的人要失望了。然而，科學(xué)家認(rèn)為火星在早期曾是地球的姊妹星球，氣候溫暖而濕潤。在39億至35億年前，火星與當(dāng)時的地球非常相似。既然生命在地球上能夠演化出來，那么在那時，火星的環(huán)境也應(yīng)該具備了生命所需的基本條件，因此火星上曾經(jīng)存在過生命的可能性并不小。

眾所周知，水是生命之源，而火星曾經(jīng)有過大量的水資源。盡管探測器沒有在火星地表發(fā)現(xiàn)液態(tài)水，但諸多探測結(jié)果表明，今天的火星在兩極冰蓋以及近地表層還存儲有大量水分。火星南北兩極都有厚厚的干冰層，干冰層下方則是體量十分巨大的水冰層。2018年，火星快車號探測器的雷達(dá)在火星南極冰蓋下方1.5千米處發(fā)現(xiàn)了一個延展20千米的冰河湖，這是火星上第一個被發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)定水體。毫無疑問，火星近地表層一定蘊(yùn)藏著更多的水體、實際上，火星歷史上可能1/3至3/4的表面都為液態(tài)水所覆蓋，大量年代久遠(yuǎn)的網(wǎng)狀峽谷和外流水道就是最充分的證據(jù)。有些外流水道寬達(dá)幾十千米、長達(dá)幾百千米，據(jù)估計，形成這些外流水道所需的水量足夠形成—個450至900米深的全球性海洋。

同時，火星隕石也為我們探尋火星生命提供了重要線索。迄今為止，火星隕石仍是目前唯一能夠直接獲取的火星樣品，它們攜帶了有關(guān)火星形成與演化、火星古環(huán)境和可能存在生命的寶貴信息。目前全球已經(jīng)收集到約300塊火星隕石樣品。1996年，NASA的科學(xué)家聲稱在一塊南極火星隕石中，發(fā)現(xiàn)了生命存在的證據(jù)：在隕石中發(fā)現(xiàn)了碳酸鹽脈以及相關(guān)的有機(jī)質(zhì)。但是，大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，除了碳酸鹽脈，其他的證據(jù)可以通過多種成因解釋，甚至可能是污染或樣品處理過程中產(chǎn)生的結(jié)果。2011年，一塊火星隕石墜落在摩洛哥沙漠，經(jīng)過分析，科學(xué)家在該隕石中發(fā)現(xiàn)了有機(jī)質(zhì)，這一發(fā)現(xiàn)是目前支持火星存在過生命的重要證據(jù)。

火星為何變得如此貧瘠

那么，既然火星上有過水，也可能繁衍過生命，為何它沒有像地球一樣充滿生機(jī)，反而變成了一片荒涼之地呢？答案就是——太陽。太陽持續(xù)向外噴射帶電粒子流，也就是太陽風(fēng)。地球上的生命之所以很少受太陽風(fēng)的影響，是因為地球內(nèi)部存在旋轉(zhuǎn)的、對流的鐵水和鎳團(tuán)，這樣的鐵水和鎳團(tuán)好似位于地球核心的發(fā)電機(jī)，在地球周圍形成了—個磁場，把太陽風(fēng)擋在了外面。同理，火星的中心應(yīng)該也有—個類似的“發(fā)電機(jī)”。但是隨著火星核心的冷卻，其中液態(tài)金屬的對流逐漸減弱，導(dǎo)致“發(fā)電機(jī)”停轉(zhuǎn)，火星的磁場也幾乎消失。太陽風(fēng)因此能夠自由進(jìn)入火星，一方面剝離了火星的大氣層，另一方面太陽輻射使得火星大氣中的水分子不斷減少。隨著時間的推移，火星變得又冷又干，最終生命無法繼續(xù)生存。

火星能否恢復(fù)生機(jī)

盡管“火星人”是無法找到了，但火星仍然是地球人感興趣的星球。根據(jù)目前的研究，火星被認(rèn)為是太陽系中，除了地球之外人類最“宜居”的行星。盡管火星上的氣候環(huán)境對人類生存而言依然苛刻，比如低溫、缺少生命必需的氧氣和水，但與其他行星相比，火星的生存條件顯然要優(yōu)越得多。現(xiàn)在已經(jīng)證實火星兩極有大量的冰存在，同時火星上的綠黏土和火山灰有利于植物生長，其大氣中的二氧化碳可幫助植物進(jìn)行光合作用。另外，火星上還擁有豐富的風(fēng)能、地?zé)崮?，以及因火山活動和水流沖擊而形成的各種金屬富礦。因此，火星已成為人類未來登陸的首要候選行星。

那么，未來是否有可能把火星改造成適合人類生活的星球呢？對此，很多科學(xué)家都持有樂觀態(tài)度。

有方案認(rèn)為改造火星的過程大約需要1000年，最終火星會變成—個綠色星球。

首先，人類航天員登陸火星，對火星進(jìn)行一系列的勘測探索，并逐步在火星上建立小型的生活基地。約在100年的時間內(nèi)，人類通過各種方法，釋放火星土壤中凍結(jié)的二氧化碳，使其變暖。當(dāng)凍結(jié)在火星土壤和極地冰帽中的二氧化碳逐步釋放到空氣中后，火星上將會形成類似于地球上的大氣層。

大約200年后，從火星地表釋放出來的二氧化碳已經(jīng)足夠在火星上空形成一定的大氣壓，于是火星地表開始有液態(tài)水流動，水分開始蒸發(fā)，火星上將會逐漸出現(xiàn)雨、雪等天氣現(xiàn)象。人類可以向火星引入微生物以及藻類、苔蘚等植物。

約600年后，當(dāng)微生物在火星表面制造出足夠多的有機(jī)土壤，并向大氣中釋放出一定量的氧氣后，人類可以移植—些開花植物到火星上，針葉樹將有可能在火星上生根。在光合作用的幫助下，植物的生長意昧著火星上將產(chǎn)生更多的氧氣。

約900年后，人類可以在火星上建造居住基地，并建立核電站、風(fēng)力發(fā)電站，為火星居民提供源源不斷的能源。

約1000年后，火星會迎來人類的移民，其上會建有很多帶穹頂?shù)姆忾]型建筑。這時，火星赤道的平均溫度已經(jīng)達(dá)到4攝氏度，火星大氣中將包含50％的二氧化碳、40％的氮氣、5％的氧氣和5％的其他氣體，成為—顆對于人類比較“友好”的行星。