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人类感知神秘红色星球 探索火星生命奥秘

(2004年02月09日 22:55:37)

□作者:

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观察与思考

  美国的"勇气"号火星探测器成功登陆火星,并发回大批高清晰度的图片。这一新闻使地球人为之震惊和兴奋。美国的成功也是地球人科学技术的成功(如不少华裔科学家为之作出了卓绝的贡献)。火星到底是一个怎样的星球?火星上有没有水?火星上有没有生命,哪怕是最原始的生命迹像?人类探测火星的难度在哪里?中国在探测火星上有何计划?为了回答读者的疑问,我们特约了较早关注这方面问题的欧阳惠林先生,由他写出了专稿《探测火星生命奥秘》。另外我们还组织了几篇有关火星的稿子,与欧阳惠林的稿子一起,搞了
个"新闻集装箱"

  策划 本刊编辑部

  特约撰稿 欧阳惠林

  神秘的火星

  火星传说

  1609年,伽俐略发明的第一台天文望远镜开辟了人类探索地外生命的新纪元。

  1877年,意大利天文学家斯基帕雷利对从望远镜里看到的火星上那些隐隐约约的直的暗沟大吃一惊,这些暗沟就像海峡连接着大海一样,把一些宽广的暗区连接了起来,他称之为"Canali",意大利语即"水道"的意思。这一重要发现迅速传播开来,到了英语中便被讹译成"canal",意即"运河"。于是,火星上存在智慧生物的消息不胫而走。有人猜测"运河"连接的暗区是火星人种的植物。一些科学家设想:火星世界是一个古老的文明,由于火星气候的恶化,致使火星人不得不开凿运河从大的湖泊中引水灌溉来维持生态。另外一部分天文学家持否定态度:所谓"运河"不过是人的视觉误差而已,根本就没有真实存在的运河。这一场持续30多年的争论直到1913年才被画上句号:所有的猜测确实是由人的视觉误差造成的。

  到了1976年,人们不再传说火星上的绿色小人,但研究人员却又构想出某种生长缓慢适应严寒的火星人。美国航空航天署甚至使用硅而不是碳艺术化地塑造了火星人的生命形式。1976年在"海盗"号踏上火星之后,人们发现原来火星是一个贫瘠死亡的星球。20年后,一颗来自火星的陨石坠落在南极洲,其中发现的一些极有争议的结构重新让人们展开了对火星的讨论。

  "如果我们能进入的所有地方都有生命存在,为什么广漠的宇宙就没有居住者呢?"300年前牛顿曾这样问过,而这个问题的答案目前仍然悬浮在空中。

  现在天文生物学成了一门大学学科。从理论上讲,火星有能力造就生命。火星上面有着太阳系最大的火山和峡谷。它就像一个被抽干后的海洋河床,有着显著的海岸线。地球上的河床、冲积平原、化石湖及洪水留下的溪谷一样在火星上面都能找到。它的大气主要由二氧化碳构成,这与地球出现生命之前的大气结构相似。但现在火星上几乎没有任何大气,也没有流动的水。如果它曾经有过海洋,那么它的大气密度应该很大。那它们到哪里去了呢?它们是否仍然在火星的某个地方?它们是否由于灾难性的宇宙冲撞而剥离了呢?抑或曾经保护过火星的磁场消失,令整个星球裸置于阳光无情的炙烤和恒星的辐射之中,最后水慢慢地被分解为分子,使大气和海洋一点点地消失?那些与生命有关的有机分子哪去了呢?虽然它们不足以制造生命,雨点从太空飘落到地球,它们也一样飘落到火星了吗?

  新一轮火星探测已经拉开帷幕,科学家们希望能将所有的问题一一作出回答。

  神秘脉冲光源

  现在我们已经知道:火星是太阳系的第四颗行星,它离太阳约为227940公里。直径6794公里,约为地球的一半。火星大气很稀薄,95%以上是二氧化碳,还有少量的氮、氧和水。火星有两个卫星,轨道接近火星表面。火星表面温差很大,并常有沙尘暴发生,所以可以基本排除火星上存在高等生物的可能。但在1958年,天文学家却在火星上发现一个神秘光源,曾一度引起轰动。

  2001年,美国的《科学》杂志披露了几名业余天文爱好者的观测证据:火星上确实有一个光源,不时向地球发射脉冲光。事情的经过是这样的:2001年6月7日及其后的几个夜晚,美国人托玛斯·道宾斯等一组业余天文爱好者,在佛罗里达州使用15厘米镜头照相机和30厘米镜头摄像机,观测并拍摄了火星上的一个光源。这个光源在一分钟内向地球发射 1到2次脉冲光,每次持续5秒钟。这个光源在火星上的位置与1958年发现的位置基本一致。道宾斯说,他们首先看到该光源的亮度引人注目地增强,然后就发出脉冲光,而且连续几夜都是如此。

  现在,天文学家对火星上存在这样一个光源已经没有怀疑,问题是无法解释其来源。目前主流的解释是,在太阳与地球处于一个特定位置时,火星上的云或冰等晶体可能将太阳光反射到地球,看起来就像火星上有一个光源一样。但是,一些科学家对此解释表示怀疑,他们认为形成这种反射的概率太小。

  最荒诞的故事

  关于火星的最荒诞的传说起于1995年。当年,一位美国天文学家克芬德·路丁公布了他的惊人发现,声称他在观察火星时,意外地看到有4架"二战"时期失踪的美国轰炸机在火星空域编队飞行。这与1987年流传在前苏联的故事版本如出一辙:苏联人曾公布"卫星扫瞄"照片,发现一架"二战"时期的美国老式轰炸机停在月球背面的陨石坑里。从卫星传真照片上可以清晰地辨认出机上的美军军徽标志。

  这两起闻所未闻的离奇发现,使得那些从事边缘科学研究的爱好者如获至宝,大肆渲染。一时间,社会公众议论纷纷,一片哗然。美国官方拒绝作出评论,很多严肃的科学家对此嗤之以鼻的沉默态度更助长了故事的传奇色彩。瑞典的一位名叫威尔海姆·格莱德的科学家认为:路丁博士在火星看到的飞机与苏联在月球发现的飞机是有联系的,并言之凿凿地将其与50 多年前发生在百慕大的神秘失踪案联想起来。据称,苏联拍摄到的那架美国轰炸机原来停在月球背面陨石边,但当苏联卫星于 1988年7月22日再次飞临该地搜寻扫瞄时,飞机却又不见踪影。这没有证明有人在说谎,相反却推测该架飞机并非永久停放,而是仍在活动。

  对路丁博士这一无法理解的意外发现,我们有理由怀疑他是"凭空编造",因为在技术发达的今天,拼凑一张图片并不是一件难事。而路丁博士则信誓旦旦地说:"我料到会有障碍和批评,但这丝毫没有困扰我,我知道自己看见了什么。遗憾的是我不知道它们是怎样从地球进入太空的和他们在太空做了什么!"

  目前关于火星的谜团很多,有些具有科学性,而有些则不然。但也许用不了多久,人类至少就可以部分地解开这些谜底,因为火星着陆探测器为我们揭开这些谜底增加了筹码。

  火星生命诞生理论

  生命本源演化论

  受到科学发展的限制,关于火星生命理论大约经历了两个发展阶段。一个是行星生命本源演化论;一个是行星生命来源于彗星的理论。因为达尔文生物进化论的影响,人们相信在火星的地质历史时期,和地球一样经历了一个从无到有的生命创生过程,并逐步进行演化。演化有两个可能的结局,一是生命在演化过程中因为某种意外而中断了;二是火星上目前仍然存在生命。

  为了证明生命是从无生命物质演化来的,这里有必要提到1952年美国科学家米勒等人所做的一个著名模拟实验。米勒等人在一个装置里,用氢、氨、甲烷模拟原始大气,水代表海洋,电弧代表闪电。一个星期后,这个实验装置中发现了脂肪酸、氨基酸、尿素这样一些与生命有关的有机分子。实验虽然没有实现从无生命到生命的嬗变,但它使得生物进化论者认为原始的地球大气在特定的条件下能够形成原始的地球生物。

  本世纪60年代,科学的快速发展促进了空间时代的到来,也为探索火星生命带来了转机。美国先后发射成功四艘" 水手号"系列探测器,它们在火星附近拍摄了数以千计的照片。从照片中,地球科学家全然见不到斯基帕雷利称之为"can ali"的踪迹。因此,火星上存在生命的希望极为渺茫。

  为了早日揭开火星生命之谜,科学家于是设法实现探测器在火星上的着陆,以期取得更进一步的证据。1976年夏秋之际,美国发射的两艘"海盗号"飞船先后释放火星着陆器,成功着陆火星,它们看到的是一派荒漠零星地点缀着各种大小不同的岩石。着陆器用"取样臂"对火星不同地点的土壤进行采集分析,结果也同样令人大失所望,这些土壤中不仅没有生命,甚至连有机物都找不到。

  孢子生命论

  已经进行的一切使人类认识到:在太阳系内,火星是最接近地球环境的行星。既然如此,火星上为什么就偏偏不能诞生生命并进行演化呢?更何况科学家们推测的早期火星环境比地球更适宜生命的生存。

  随着时间的推移,科学家们始终没有在实验室里实现从无生命到生命的跃变,于是人们开始反思原有的生命本源诞生理论,且试图另辟蹊径来寻找生命创生的答案。这不由使人想起一个叫做阿瑞尼乌斯的人。

  阿瑞尼乌斯,瑞典著名化学家(诺贝尔奖得主),早在行星生命本源论诞生前的1908年,他就提出了一种新的生命起源理论,他假设生命的孢子游离于遥远的太空,并推测地球生命是天外来客的后裔,因此有理由相信火星上存在地球生命的近亲。遗憾的是,这一理论的光辉并没有照亮大多数科学家的心田。

  60年代以来,射电天文学的兴起,再次打开了地球科学家的眼界。通过射电望远镜,在银河系以外的星际介质中,天文学家发现了100多种有机分子的谱线,除了构成蛋白质及DNA的最基本元素碳、氢、氮和氧外,还有酒精等有机分子,最复杂的竟包含了13个原子,这就是说,生命的种子早已漂浮于无垠的宇宙深处。科学家们开始试图抛弃生命本源论,重新研究阿瑞尼乌斯的理论。

  美国国家宇航局麦克尔·穆马和德国来顿大学的奥·格林勃格等又追根溯源地发展了宇宙孢子生命诞生论。他们说:彗核中含有大量的有机物,足以提供生命诞生所需要的原材料。格林勃格说星际间的大量尘埃经过恒星等发出的大量紫外线的照射后可以转化成大分子,当彗星在宇宙中遨游时就会吸附上这些大分子,这些大分子在太阳紫外线的照射下会产生类似生命的物质。如果彗星受行星吸引,当彗星核坠入行星海洋后,这些类生命物质便形成更为复杂的系统,通常由上百个分子组成,系统只让水等小分子进出,而像氨基酸等大分子则不能进出,这种状态久而久之就促成了自我复制功能的形成,也就是说在宇宙的某个角落里随机而普遍地诞生了生命。

  早期的火星能够满足上述条件,这就意味着从不同的角度支持这样一个假设:火星生命可能存在。这也正是人们不愿放弃火星生命存在的一个主要原因。

  陨石引起的火星生命大争论

  生命化石是真是假?

  1984年,美国科学家在南极进行科学考察时,在艾伦山厚厚的冰层下发现了一块重1.9千克,状似马铃薯的陨石,科学家对该陨石内部袋状小孔中的气体成分进行了分析,发现其与1976年"海盗"2号探测器收集并传回地球的火星大气数据十分相似。据此,科学界认定它来自火星,把它命名为"ALH84001",据说这块陨石已经在南极昏睡了13 000多年。

  这块岩石的发现,使得火星生命的争论在上个世纪末达到了前所未有的激烈程度,全球所有科学家关注外星生命的激情都被调动起来,并加入到这场空前的生命大讨论中。

  在1996年8月出版的世界权威杂志《科学》上刊登了科学家对"ALH84001"的研究报告,同时还配发了几张反映存在于该岩石的细微结构的电子显微镜扫描照片,其中一张照片特别引人注目,它显示出一个具有明显节状的圆柱型物体,虽然他的宽度显示只有头发丝的大约百分之一左右,但它暗示着这样一个明确的信息:这是一个原始古生物的照片。另一张照片则展示了若干与生物活动密切相关的微小碳酸盐颗粒(多环芳香化合物),还有一张照片则显示了一群类似蚯蚓的生物。科学家断言:上述照片中的生命体是36亿年前生活在火星上的远古生物,而那些碳酸盐颗粒则是微生物生命活动的残留化石。

  这一震惊世界的消息引起了许多严谨的科学家们的疑问,美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的古生物学家威廉·肖普夫认为:不寻常的诊断需要不寻常的证据,切不可凭个别来历可疑的证据草率结论。他还指出,电子显微镜照片中被假定为化石的图像比地球上发现的任何化石都小100多倍,因此难以进行化学分析和做内部检测。他强调说:"没有证据证明它们内部存在空腔、细胞。"此后,德国、比利时、美国的多个研究小组对此相继提出质疑,认为其证据不足。

  惊人之语

  谁知,到了同年10月底,英国人又发出了惊人之语。在英国皇家学会召开的"探索地外生命大会"上,英国一个研究小组宣布:他们在一块1979年发现的被称作"EETA79001"火星陨石中发现大量的有机物,他们根据这块陨石受到宇宙线辐射的程度,推断它被撞离火星的年代大约在60万年前。小组负责人科林·皮利格教授说,只有生命活动才能产生这些大量的有机物,这表明在1.8亿年前火星上曾存在原始生命,尽管1976年美国海盗号飞船抵达火星并没有发现任何生命迹象。而且英国科学家指出:火星上目前仍然存在生命。

  1997年3月底,在美国国家航天局约翰逊航天中心举行的一次国际会议上,美国航天局的埃姆斯研究中心(世界空间生命研究权威机构)在向约翰逊航天中心索要试样进行化学分析时遭到拒绝。中心高级研究人员戴维·马雷在会后说,这一举动非常奇怪。他说,目前对该陨石仅做了地质性质分析,而没有进行化学分析。不进行化学分析就断言其中存在生命活动是不科学的。

  马雷说:"埃姆斯中心不会仅凭在陨石中发现与原始微生物相似的结构就断定火星上存在生命。"随后,美国加州大学的一个研究小组发表报告指出,他们利用最先进的分析手段研究了陨石试样,认为该陨石中碳的沉积状态有两种成因,一种是该陨石的环境温度曾在0℃-250℃之间变化;另一种是曾经有液态一氧化碳沉积在该陨石中。该小组认为陨石中没有氢元素的痕迹,也就是不可能存在水、有机物等,这种条件下根本无法产生生命。

  1997年4月初,相信火星生命的美国科学家又称,他们比任何时候都更确信他们的结论是正确的。那块曾经引起人们极大兴趣的陨石已经被分解、粉碎,并在显微镜下拍了照片。科学家们用了几个月时间对它进行了化学、矿物学和磁性测试。最新的研究成果表明,从陨石上的某些特征判断,火星温度足够低,从而满足了微生物的生存条件,而且,这些特征在许多方面似乎同地球上可类比的矿物质相似。他们说:"虽未发现特别令人信服的证据,但现在我们对我们的假设较之去年8月更有信心。"

  约翰逊航天中心的道·布兰查德说:"要得出火星生命的最后结论,现在为时尚早,我们还处于探索时期。"这也反映了大多数科学家的共识。至少科学界这样认为:在没有发现火星上有确凿生命活动迹象就宣称发现火星生命是不严肃的。

  登陆探索火星生命

  登陆火星

  在可预见的未来几年中,这一场鱼龙混杂的火星生命争论还将持续下去,我们只能把明确的答案寄托在科学的宇宙探索中。1996年年底,美国国家宇航局发射了两艘新的火星探测器,同年11月"火星环球探测者号"的顺利发射升空拉开了新一轮近距离考察火星的序幕。

  "火星环球探测者号"飞船历时10个月于1997年9月到达火星。之后,飞船利用一种节能技术,依靠火星大气层比较稀薄的空气逐渐减缓自身速度,4个月后,进入围绕火星两极,高375公里的轨道。从1998年3月开始将近一个火星年的探测工作,收集火星大气、球表、内部结构的各种数据并传回地球,飞船上的自动摄像仪将火星两极和弯弯曲曲的暗道拍摄了大量的照片。另外六台仪器对火星矿物组成、火星大气中尘埃、水和其他成分的组成进行了分析,另外还为寻找火星磁场,测量火星山谷的高度与深度作了大量工作。

  另一艘1996年12月4日发射的"火星探路者"于1997年7月4日下午美国东部时间1:07分成功着陆在火星阿瑞斯平原,6小时以后地面控制中心收到了"探路者"发来的第一批照片。着陆器在着陆后做了如下一些工作:先进行着陆器的气囊排气;接着在着陆器的基座边缘打开3块三角形面板,伸出信号天线;随后释放出一个长0.6米、宽0.45 米、高0.3米、重10.4公斤的6轮火星车--"逗留者"号。

  发现了什么?

  第二天晚11时在地面控制中心的遥控指挥下,"逗留者"排除了第一次故障后开始了"他"的漫游考察。首先"他 "从蜷伏状态站起来,扫除自己的"落地"障碍,然后对脚下的火星土壤进行了分析,结果表明火星地表覆盖着一层粉状岩灰,岩灰下面是较硬的地层。地面控制人员根据"他"发回的照片选择了两块岩石目标,让"他"去进行取样分析。第一块岩石叫做"巴纳科·比尔","他"用分光仪分析后发现,这块火星岩石和地球上的火山岩(或者安山岩)有着惊人的相似之处。科学家们说:"地球是一个独特的星球,现在看来,不光地球,火星也有一个含二氧化硅的地壳层。"

  在探测另一块叫做"约吉"的岩石时,由于"逗留者"行动太"急躁"而与之发生了碰撞,但"他"及时纠正了错误,并在10日完成了对"约吉"的化学分析。接着科学家还让"他"对第三块白色岩石"斯库比·杜"也进行检测。这次漫游使得人们知道火星上的岩石也和地球上的岩石一样有着成分上的差异。

  "火星探路者"成功访问火星,还获得了其他许多有价值的信息。第一是证实了地球上发现的10多块火星陨石确实来自火星;第二是火星上曾经发生过特大洪水,科学家们推测洪水发生的时间是距今30亿-10亿年前;第三获得了关于火星的详细的地表、大气数据。

  前两者令火星生命肯定论者兴奋不已。早期的火星是否比较温暖湿润以及液态的水是否曾在火星上保留相当一段时间?如果答案是肯定的,那么就可以乐观地说,火星上一定存在过或正存在着某种生命形式。和"火星探路者"的探测结果一样,其它方面生命探索的最新进展也似乎使得火星生命争论正在向有利于火星生命肯定论一方转化。

  二次登陆遭遇挫折

  由于受地球与火星公转轨道的影响,火星探测计划只能每2年进行一次。从1998年年底开始,美国又开始了第二轮登陆探测火星计划--"火星勘探者98"的准备工作。

  1999年,作为"火星勘探者98"计划的重要组成部分,美国航天局发射了2个火星探测器:"极地登陆者"和一艘轨道飞船"气象探测器"。"气象探测器"于1998年12月11日发射升空,设计寿命为5年。它主要装有两个设备,一是"压力调节红外线辐射仪",负责研究火星大气温度、尘埃、水气、云彩和火星上二氧化碳的变化情况,另外还装有两台照相机,用于观察拍摄火星表面及大气变化。

  美国东部时间1999年9月23日上午5:01分,经过286天飞行的美国火星轨道"气象探测器"终于在火星上空按计划点燃减速主发动机,准备进入火星轨道。前5分钟探测器运行正常,但当运行到背离地球的一面时,其与地面的无线电通讯中断。位于加利福尼亚的地面控制中心的科学家在其20分钟后再次露面时曾努力与之联系,但却一直未能接收到它的信号。这一造价1.25亿美元的火星轨道"气象探测器"至今仍无踪影。

  据那次火星探测计划的科学家库克透露,火星轨道"气象探测器"失踪很可能是由于地面指挥有误造成的,因为控制人员在指挥点火前以为探测器当时位于距火星的合适高度,但实际上它当时所处的高度比计划点火所需要的高度低60千米。因此有两种可能:一是探测器已经在火星上坠毁;一是探测器因位置过低有关设备损坏而不能发出信号。不过这两种推断都无法获得证实。

  1999年9月24日凌晨,科学家只好正式宣布:飞行器坠毁。

  美国航空航天局负责太阳系探测工作的皮尔切博士指出,火星轨道"气象探测器"失踪对美国的火星探测计划是一个严重打击。不过噩耗并没有就此终止,10个星期后,"极地登陆者"在火星表面着陆时,因在下降过程中登陆器腿伸开,产生的虚假信号造成登陆器已经登陆的假象,结果当登陆器还在火星上空时,控制中心就过早地关闭了发动机,使其坠毁在火星上。

  两次登陆失败给美国航空航天局造成的损失高达3.7亿美元,更为严重的是,它影响了人类登陆探索火星的信心,致使NASA不得不推迟登陆火星的探测计划。

  "猎兔犬"2号失踪

  除了美国,英国人在探测火星上也满怀热情。英国发射的"猎兔犬"2号火星探测器2003年12月在火星表面着陆。

  "猎兔犬"2号是第一辆在太空打开的英国登陆车,它就像一只小鼹鼠,不仅能探测地表,甚至还可以掘地1米。而携带"猎兔犬"2号的"火星快车"比家用冰箱大不了多少。不过,这可是欧洲第一次飞向另一颗行星的行动。它上面带有地表穿透雷达,可以"感觉"到冰冻、贫瘠的地表深处。通过它们的工作,人们或许能够解开千百年来的悬案:火星是否存在或曾经存在过生命。但令人遗憾的是,没多久"猎兔犬"2号就失踪了。至今,科学家还没有它的消息。

  倒是后来的美国"勇气"号,不仅成功登上火星,而且很快向地球发回了清晰度极高的数据图片。

  火星生命再露曙光

  "奥德赛"的火星之旅

  挫折不可能泯灭人类挑战未知的欲望,相反却使探索火星的计划更加缜密而细致。

  在接下来的2001年4月7日,"奥德赛"火星探测飞船的顺利发射升空,开始了又一次漫长的火星之旅。"奥德赛"除配备辐射探测装置外,还载有用于测定火星化学成分和矿物质分布的仪器,并肩负着确定火星上是否有水存在的探测任务。它进行的是一次非着陆探测。2001年10月,"奥德赛"号火星探测器在历经200天、航行2.86亿英里之后正式进入火星轨道。诚如所料,该飞船成功进入火星大气轨道并传回大量的观测数据。

  当年3月初,美国太空总署公布"奥德赛"首批观测数据显示,火星南半球上有冰水存在的迹象。接着,美国太空科学研究人员又相继剖析了"奥德赛"火星探测船发回的数据,结果发现火星表面不深的地方,可能埋藏着多得"超出想象"、以冰冻状态存在的水,足以支持人类将来在火星进行探险活动。天文学家指出这是一个具有重大意义的发现,不仅有助于人类挑选未来登陆火星的位置,而且有助于寻找火星过去甚至现在的生命迹象。

  水:震惊世界的发现

  太空专家研究指出,火星地下冰冻水的水域面积达到57441平方公里、水深281米,比容量4875立方公里的美国密执安湖两倍还多。如果换算成面积为4583平方公里、水深18.6米、湖水容量85.4立方公里的青海湖,则足以填满超过114个青海湖。

  美国康奈尔大学天文学家贝尔在《科学》杂志就火星藏水量撰文推断,"奥德赛"发现的冰冻水可能仅是冰山一角。长期以来,研究火星的科学家曾就火星是否藏有冰冻水费尽心思。特别是1997年,天文学家透过火星表面上的峡谷和海床般的地形,推断火星曾是一个又湿又热的星球。现在火星变得又干又冷,表面温度仅零下53度,专家对"水到哪去?"大感兴趣。冰冻水的发现,让人类在认识火星上又前进了一大步,但许多科学家为此所付出的青春年华却鲜为人知。贝尔表示,为了搜集这些数据,很多"奥德赛"研究员已经等了超过15年。

  根据初步估计,火星地下含冰层的深度随纬度不同而有所差异。在火星南纬60度地区,表面之下60厘米处就是含冰层。南纬75度地区的含冰层相对较浅,距离火星表面仅30厘米。除南半球外,火星北半球也有类似的地下含冰层。以质量测算,火星含水层中冰冻水比例可能达到20%至35%。

  在火星上发现水,水又恰是生命诞生的泉源,于是火星生命的存在与否又成了一个空前的焦点话题。诚如美国国家航空航天局的负责人所说:"我们将沿着水的痕迹继续在火星上寻找生命。"

  火星生命争论再起波澜

  新证据

  人类在探索火星的同时,也从另外的角度为火星生命存在的可能性寻找证据。

  2000年12月4日,美国航空航天局(NASA)发布了一张由火星"环球探测者号"卫星拍摄的火星沉积岩照片。有关专家就此判断,数十亿年前,火星上曾有湖泊存在,在这里或许能找到生命遗迹。

  根据这张照片,美国太空研究人员表示,照片上的沉积岩层和地球上因水流形成的沉积岩层十分相似,而这些岩层的年代在至今大约35亿至43亿年前,因此它很可能是干涸的"马丁湖"的湖床。这样的推论进一步证实了火星上有生物的猜想。由于火星是目前所知自然环境和地球最为接近的行星,而水则是生命起源不可缺少的重要因素。虽然火星现在非常寒冷,但如果确实存在过地表水,则火星生物将更具可信度,甚至可能在这些沉积岩层中发现火星古生物的化石遗迹。

  对于NASA的这一发现,我国行星研究专家、紫金山天文台研究员王思潮表示,如果火星上真的有生命存在,不仅是在除地球以外其它地方首次发现生命,从而证明生命的普遍性,而且还对人类研究火星生命环境变化的发展,为人类保护地球提供宝贵的借鉴。王思潮认为,人类完全有可能"激活"火星的生命环境,使它变成第二个地球。"不过,我估计老年人恐怕是看不到这一天了,现在的中年人有15%的可能性,而刚出生的婴儿最可能看到这一幕"。

  2001年2月26日,美国国家航空航天局又宣布,科学家们发现了在火星上可能存在原始微生物的新的有力证据。该局在一份声明中说,一支国际研究队伍对一块在南极发现的火星陨石进行了检测,结果在石内发现了呈长链状排列的磁晶体,这样的排列形状只有在微生物的作用下才会形成。

  声明说:"我们发现的这种长链是微生物作用的产物。如果没有有机体的作用,这种磁性长链立即就会因磁力崩塌。 "链中的每个磁晶体都是一粒非常细小的磁铁,而磁铁是铁的氧化物,就像铁锈一样。

  持反对观点的人很多,美国首席生物学家佩斯谨慎地认为,在火星找到生命的可能性不大。因为在人类所处的太阳系,除了地球以外,还没有哪个星球拥有适合生命存在的条件。但他补充,或许高达27500米的火星奥林匹斯山下的土壤,可以帮助地下水进行循环,这是火星生命可能存在的最好地方。

  另辟蹊径

  科学家期望,在世界上海拔最高的湖或许能够提供同样的研究线索,因为它与火星具有类似的外界环境。当然,位于南美利坎卡武尔火山山顶的一座湖是比较适合的对象。它海拔大约6000米,是世界海拔最高的湖,几乎一年到头结冰。

  2002年,一个由10人组成的研究小组对它进行了两天的研究。他们把一些特殊金属板放到了湖中,用来测量紫外线对湖中的生物体的影响。科学家认为,弄清楚利坎卡武尔火山生物体如何自我保护,将会有助于理解地球早期生命的生存方式,这对研究火星早期的生命现象可能同样有帮助。

  "如果35亿年前火星上存在生命,这些生命极有可能使用与利坎卡武尔火山生物体赖以生存方法类似的防御机制。 "研究小组负责人纳塔莉·卡布罗尔说。而且他们认为在这里进行的实验,是"非常有前景的"。但要得出结论,还需要一年多的时间来等待回收小组对实验室里沉淀物和水样本的分析结果。

  另一方面,加州理工学院的科学家说,一万三千年前飞坠地球的一块火星岩石,虽然穿越地球大气层化成火球,但火星岩内部的温度仍保持适中,足以令细菌等生物、甚至植物种子维持生命。由此推断,地球上生命不一定源于本土,可能来自外太空。

  人类登上火星还要多久?

  秘密载人计划

  火星上的生命之谜激起了世界科学家征服火星的强烈欲望。为了实现人类登上火星的梦想,美国、俄罗斯、欧洲的科学家正雄心勃勃的制定各自的计划。

  早在15年前,美国宇航局就提出了"人类登陆火星"设想,这种设想已经扩张成一个详细的《90天报告》,该报告提出,从地球前往火星的载人飞行可能将耗资4500亿美元,需要建一艘像足球场一样长的核动力太空船,需要在里面装载上足够人类往返火星一年途中所必需的各种生活设备和运行燃料。近两年来,NASA又提出了多种载人登陆火星计划可行性报告,包括利用火星的两个卫星做火星空间站,从上面再转道飞往火星等。

  飞行过程中循环利用将成为主要难题。因为飞船不可能带足所有船员需要的食物和水,尽管人类目前的循环利用技术能勉强维持,但还没有足够的信心确保万无一失。这样的长途旅行会对宇航员造成什么样的心理压力?人们能在狭窄闭塞的空间里融洽地相处两三年吗?要不要配备女性宇航员?女性的加入是否能协调气氛?宇航员到达火星后需要用到什么设备和技术?谁应该第一个把脚印印在火星上?他或者她代表美国人还是地球人?一个个问题接踵而来。在没有把这些问题弄清之前,登陆火星显然是不现实的。不过,有人建议:第一支登陆火星的队伍里应该包括一个最贫穷国家的公民代表,他或者她应该是第一个踏上火星的人,这一象征性举动也许能给地球上贫穷的兄弟们一种心理安慰。

  知道火星有大量的水是一回事,能把它们挖掘出来变成可饮用水或者火箭燃料又是另外一回事。此外,首批宇航员必须依靠火星冰层中的氧和氢制造返回地球的火箭燃料,最好一次成功。因为在遥远的火星上,大自然可能不会给你第二次机会。当然,登陆火星绝不是一件简单的事,它需要世界各国科学家的联合和协作。

  勃勃雄心

  多年来,俄国人不声不响地默默为登陆火星努力着。在2002年7月5日,俄科研人员在其拟定的方案中建议,由有关各国的同行共同挑选航天指挥员、副驾驶员、随航工程师、医生各一名,航天科学家两名,组成火星考察队。  

  这些考察队员最好是45岁至55岁的男性,他们的训练计划应在2014年前结束。与此同时,航天机构将把一艘大型载人飞船和一艘货运飞船发射至国际空间站附近。2015年前后,火星考察队将驾驶载人飞船飞向火星。而载有考察物资的货运飞船将沿着另一条较短的路线飞抵火星。  

  俄航天专家指出,之所以组织火星登陆是因为美国"奥德赛"火星探测器发现在火星部分地区距地表10厘米至30 厘米处含有冰冻水。有水的地方有可能存在生命,登上火星的科学家将能够彻底考证关于"火星生命"的种种猜测。

  梦想:并不遥远

  2000年,美国太空总署公布未来十五年的火星勘探大计:2005年,发射一枚科学用火星太空飞行器,以超级摄影机拍摄火星表面上小如足球般大的物体。2007年将进行两项任务,一项是部署一个"聪明登陆者"流动科学实验台,它配备有可在火星上勘探的二百七十公斤仪器;另一项是无人驾驶小型飞机绕火星近距离飞行,甚至发放气球。2014年和 2016年,随着有轮探测车和其他科学仪器准备就绪,火星岩石样本将可送返地球,一切顺利的话,最快可提早到2011 年。

  现在,模拟"火星人生活实验"将在法国和意大利建造的南极工作站-肯考迪娅基地进行。作为地球上最与世隔绝的地方,肯考迪娅南极基地将提供与人类火星任务极端相似的外部环境。肯考迪娅南极基地负责人奥利弗·安格勒对记者说∶" 该基地每年有8到9个月的时间都处于完全与世隔绝的状态,这可以让实验者充分体验与火星飞行任务完全相似的隔离环境。 "

  与此同时,法国太空局日前正开始招募25名女性"火星人"志愿者,这25名被选出的女性志愿者,将于2004 年到位于图卢兹太空医学学会的模拟失重状态的实验舱内接受"太空实验"。

  事实上,人类登陆火星的4500亿经费问题同样令科学家们感到头疼。但这没有难倒美国南卡罗莱纳州查尔斯顿著名的投资智囊团"1248协会",他们想出了一个绝妙的主意。负责人理查德·阿兰·布朗教授称,除了政府投资外,人类登陆火星的经费可以通过出售"火星债券"的方法来募集。譬如可以由一家保险公司向公众出售200亿美元甚至更多经费的 "火星债券",每份"火星债券"价值2万美元,在100年之内,持有火星债券将不会有任何收益。但是,每份债券的持有者将可以有权获得40平方英里的火星土地所有权等。

  而美国前火箭科学家亚历克斯·杜肯则称,发行"火星债券"募钱的方法太慢了,最好是创立"火星彩票",中大奖者将可以在人类第一次前往火星的旅途中得到一个"免费座位"。



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