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「跟著水走」,一直是科學家探索其他世界的重要法則

地球和火星是太陽系內兩顆距離較近的岩質行星,地球是一顆擁有生命的行星,而如今的火星已經是一片荒涼的景象。

美國宇航局通過數十年的研究,發現火星此前擁有液態水海洋,幾乎整個北半球都被液態水覆蓋,於是就產生了一個問題:火星在數億年前是否有生命?鑒於地球與火星的軌道屬於近鄰,天體生物學家認為既然地球擁有生命,火星也可能有相同的生命種子。SETI機構卡爾-薩根中心的科學家認為地球與火星擁有相同的生命種子。

SETI這個機構大家最熟悉不過了,數十年如一日地尋找外星人,除了24小時監聽宇宙中的可疑信號外,還時不時地向宇宙廣播地球的信息。該機構的科學家工作目標只有一個,就是尋找地外生命,行星科學家娜塔莉-卡布羅爾在一次公開演講中披露,我們或許能夠找到地球生命的起源,這個地方可能是火星。

火星與地球經歷了太陽系早期的「天體轟炸」,來自太陽系邊緣的彗星、小行星在大質量天體引力的作用下,向內側軌道移動,彗星撞擊地球的同時也帶了生命的種子,至少目前這個理論是地球生命起源的假說之一。

既然地球的生命種子來源於彗星,那麼火星沒有理由遭受彗星的撞擊,這就是為什麼科學家希望去火星上尋找太陽系生命的種子。

早期火星擁有液態水的環境,這個結論已經被美國宇航局證實,數億年前的火星擁有海洋,最深處可達到數百米以上,那時候地球上也擁有海洋和大量的生物物種,可以想像一下,太陽系內有兩顆行星存在大片海洋,這個情景是多麼令人激動。

火星的軌道距離地球平均大約1.4億英里,即2.25億公里,在38至40億年前,火星和地球差不過剛剛成形,遭遇了大量彗星的撞擊,正是這個暴力的時代讓地球獲得了大量的液態水基礎。如果地球生命的種子來自彗星撞擊攜帶,那麼火星也會得帶相同的待遇,更重要的是火星的軌道處於地球軌道之外,從概率上說,火星遭遇撞擊的風險更大。

行星科學家娜塔莉-卡布羅爾目前正在地球上尋找能夠模擬火星當時遭遇的環境,研究生命是否能夠在這樣的條件下倖存。娜塔莉在智利安第斯山脈附近發現了一個火山湖,海拔高度5872米,環境相當於3億至5億年前的火星。

娜塔莉的團隊在湖泊中發現了極少數物種,在三個分層樣本中均沒有豐富的生物多樣性。研究小組認為過度暴露於紫外線輻射環境中可能是生物多樣性降低的主要因素,這裡的紫外線指數可以高達43,處於地球上最高的紫外輻射水平。

利坎卡武爾火山湖位於在安第斯山脈,湖水呈現紅色,生存著一些可抵抗紫外輻射的藻類。從本項研究可以看出,火星在數億至20億年前很有可能擁有生命,而且與地球有著相同的生命起源。

這顆水星,如今為何又會變成一個乾旱的星球呢?美國宇航局火星軌道探測器對火星溝槽和平原區域進行了探測,將揭開火星從一顆水星變為乾旱星球的過程。

通過對火星碳酸鹽礦物的分析,最新的研究發現火星大氣失去了大部分的二氧化碳,這一現象發生在數十億年前,最終火星變成今天這般模樣。

美國宇航局火星軌道探測器對火星溝槽和平原區域進行了探測,科學家將揭開火星從一個水世界變為乾旱星球的過程。NASA噴氣推進實驗室科學家認為,如今火星上碳酸鹽中的碳是當前大氣中的兩倍之多。

這些被困在碳酸鹽礦物中的碳來自火星大氣,一系列成功的火星任務中,科學家都希望發現原始火星大氣的劇變原因。到目前為止,火星上已經發現了最大的碳酸鹽沉積區域,面積至少相當於特拉華州的大小,可能接近亞利桑那州,這一地區被命名為尼利槽溝。

前加州理工學院研究員克里斯托弗-愛德華茲發現,在尼利槽溝中囤積了大量碳酸鹽礦床,並試圖通過火星全球勘測軌道飛行器熱輻射光譜儀收集到的數據分析有多少碳被鎖定了。同時,愛德華茲還藉助了火星奧德賽軌道器的觀測數據。

在尼利槽溝中,科學家試圖了解火星大氣處於稠密時的狀態,如今的火星大氣已經非常稀薄,已不足以維持表面液態水。

如果大氣密度增加,那麼有可能維持住表面的河流,不過科學家還給出了另一種解釋,認為大量的大氣成分逃逸到外層空間,而不是封存在礦物質中。隨著火星大氣的變薄,寒冷逐漸統治了火星,大多數地區出現了雪和冰。

美國宇航局好奇號火星車已經發現火星高層大氣存在丟失的現象,美國宇航局的MA VEN火星探測器則是專門研究火星高層大氣逃逸的飛船。

雖然火星大氣逃逸也可能是失去大氣物質的原因之一,但最新的研究指出,火星大氣在其表面出現成熟的河谷網時期,就開始失去大部分的二氧化碳。

「跟著水走」,一直是科學家探索其他世界的重要法則。依據人類現有的認知,在地球上有水的地方,幾乎就會有生命存在。

然而,即使在火星發現了液態水,我們仍不能期待那裡有個「坐在搖椅上等著解答我們問題的老祖母」。美航天局指出,火星生命更有可能是微生物,而這些微生物或許不會生活在最可能是液體水的附近。

格倫斯菲爾德說:「如果我是火星上的微生物,可能我會生活在更南或更北一點,生活在火星地表之下深處,那些地方有更多的淡水冰川。我們猜測有這樣的地方存在,我們確實也有一些證據。」

有的時候,最重要的信息恰恰通過最細微的事物傳遞。微生物就是一例。極端環境將它們推向生命存活的邊緣,而或許只有它們有可能攜帶密鑰,堅守在另外的世界。

從火星上有誰的猜測,到證實有水的存在,得出火星不是「乾燥、貧瘠」星球的結論,科學界花費了半個多世紀的時間獲得有力證據。然而人類對火星和宇宙的探索無疑仍長路漫漫。


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