在火星上寻找生命-天文学教程 上册

一直以来，火星对人类有一种特殊的吸引力，因为它是太阳系中最近似地球的天体之一。火星赤道平面与公转轨道平面的交角非常接近于地球的，这使它也有类似地球的四季交替。火星的自转周期为24小时37分，所以火星上的一天几乎和地球上的一样长。在太阳系八大行星之中，火星也是除了金星以外，距离地球最近的行星。

人类使用空间探测器进行火星探测的历史几乎贯穿整个人类航天史。几乎就在人类刚刚有能力挣脱地球引力飞向太空的时候，第一个火星探测器也开始了它的旅程。1971年，苏联首次发射火星探测器，可是最早期的探测器几乎都失败了，而火星探测也在一次又一次的失败中不断前进。到目前为止，国际上已经有超过30枚探测器到达过火星，它们对火星进行了详细的考察，并向地球发回了大量数据。

从2003年开始，美国NASA开始了火星探测漫游者（Mars Exploration Rover，MER）火星探测计划。这项计划的主要目的是将勇气号（Spirit，MERA）和机遇号（Opportunity，MER-B）两辆火星车送往火星，对火星进行实地考察。其中勇气号的主要任务是探测火星上是否存在水和生命，并分析其物质成分，评估火星上的环境是否有益于生命。勇气号火星车于2004年1月3日在火星表面成功着陆（见图6-51），并在接下来的几年中行走在火星表面，寻找有水的证据。

中国计划在2020年左右实施首次火星探测任务，后续还将实施3次深空探测任务。这是中国自主的第一次火星探索，将一步完成绕、落、巡三部曲。此前在2011年，中国萤火一号搭乘俄罗斯福布斯号首次探索，因火箭没能完成地球轨道转移火星轨道而失败。

在太阳系中，火星的条件最类似于地球，几乎肯定具备生命所需的三个条件：形成生命“建造砖块”的化学元素，诸如碳、氢、氧、氮；供生物组织使用的能源；液态水。有些人推测火星上可能有生命，甚至“火星人”开掘了运河，进行灌溉和农业，把火星表面颜色和特征的变化当成植物枯荣，更有火星人“星球大战”等幻想小说。火星探测的重要任务之一就是寻找火星上的生命。

飞船莅临火星完全见不到“运河”，却发现了很多谷和曾被流水冲刷过的已干涸河床，它们与“运河”无关。为探索火星上的生命，海盗号登陆器做了一系列实验：用摄像机拍摄火星上可能的文明标志，用红外仪器寻找异常热源，用水汽敏感器探测从水成洞穴或地下冰源出来的湿气，用地震仪测大象的走动。最重要的结果如下：①在两个火星年拍摄地形的微小变动及颜色变化，结果毫无生命迹象；②气相色谱-质谱仪分析火星大气、表面及其下面样品，加热到773 K，到百万分之一甚至千万分之一精度，都没有发现有机分子；③收集样品，寻找生物迹象的三种微生物实验，结果表明，火星表土是化学活动的，但不含碳基生物。事实上，由于尘暴，各处的表土基本是同样的，因此整个火星现今没有生命，也不排除过去有过生命的可能性。(www.xing528.com)

飞船探测表明，火星有由液态水开掘出的大河床、谷、沟堑，且其南极乃至北极附近的表层存在大量的水冰。有趣的是，近年从轨道器摄像发现了水喷泉（见图6-52）。

图6-52　火星Solas平原区的水喷泉

图6-53　火星陨石中的生命化石（粒状体）

最令人兴奋的是，在一块来自火星的陨石（ALH84001）中发现了可能的化石生命（见图6-53）。研究表明，这块火星陨石最初结晶于45亿年前，在距今36～13亿年由流水沉淀出碳酸盐，1600万年前，因小行星撞击火星而抛入太空，13000年前陨落到地球上。它的生命证据有：其碳酸盐的成分层化与地球上的生物活动产生的层化相似；一些矿物颗粒与地球上有关细菌矿物颗粒相似；某些活性物质腐败生成有机分子PAHs（多环芳香族碳氢化合物）；可能是细菌化石的粒形体。微生物学家第一次看到火星陨石的显微照片时，惊奇地问“这是哪里的细菌化石？”后来又在另两块火星陨石也发现化石微生物，然而，这些证据也可以有非生命的解释。很多研究者相信，火星古代有足够多的水和温湿气候，形成湖泊、海洋或冰川，现在可以看到偶然融冰释放的水。有很多理由相信生命可能在火星上起源过，或在其表面水稳定的早期，或在以后的表面之下，还有待到最可能含生命的地方（热泉、新近火山活动处等）考证。红外观测表明，火星大气存在甲烷，得到“火星快车”轨道器资料确证。这说明或者火星最近有火山活动，或者某种类似于地球上极原始的（extremophile）生命形式是代谢二氧化碳和氢并产生甲烷的。由于火星上发生甲烷氧化而生成甲醛，2005年，“火星快车”探测到超预料的甲醛，引起诸如微生物的解释，但遇到很大争议。