近一段時間，關于“好奇號”火星探測車可能發現火星生命的各種報道不絕于耳。而“好奇號”在火星上到底發現了什么？這些發現究竟有什么意義？許多讀者其實不甚了了。 事實上，“好奇號”登陸火星兩年多來，確實取得了一系列重大的發現，而這些發現對于我們認識火星，推測火星是否可能存在生命，有十分重要的意義。 美國國家航空航天局（nasa）新一代火星探測器——“好奇號”火星科學實驗室于當地時間2011年11月26日發射升空，次年8月6日成功著陸在火星表面古老的蓋爾撞擊坑，開啟了至今將近兩年半的火星科學探測之旅。 “好奇號”總投資高達25億美元，是nasa迄今最昂貴的火星探測項目。“好奇號”因其強大而齊全的載荷裝備被賦予了火星“超級實驗室”的美譽。人們希望“好奇號”能在計劃壽命兩年的科學探測之旅中，深入解答人們對“火星是否有過生命”，“在遠古時代火星是否有適合生存的環境”等一系統問題的疑問。 水是生命之源與生存之本。如果探測到火星有水存在的證據，則可以加強火星生命探尋的科學依據。尋找水并探尋火星上可能存在的生命痕跡，正是“好奇號”最核心的科學使命。 成功登陸火星后，“好奇號”圍繞這兩個核心科學使命循序漸進地展開其科學探測工作。據統計，近兩年科研人員根據“好奇號”獲取的科學成果已在美國《科學》雜志上發表了數十篇文章，尋找水和甲烷是其最主要的科學成果。 那么，“好奇號”兩年多來在火星上到底都發現了什么？ 發現火星湖泊遺跡 根據nasa2013年12月9日公布的“好奇號”探測器拍攝到的火星蓋爾環形山圖像數據，科學家分析表明：“好奇號”雖然沒有找到水的直接證據，但在探測區附近繼續進行勘探，極有可能發現存在水的直接證據。 2013年12月9日《科學》雜志上曾發表《火星蓋爾隕石坑黃刀灣內存在適合生存的河湖環境》一文。研究者認為，蓋爾隕石坑曾經存在一個非常適宜火星生物圈存活的湖泊。分析顯示，這處火星湖存在于36億年前，續存時間長達數萬年甚至更久。當時，地球上的原始生命形式剛剛踏上它們的進化歷程。火星的這處湖泊具有多個適合生命存活的特點，如其水體平靜，水質既不過于偏酸、也不偏咸，且擁有豐富的、維持生物生存所需的化學成分等。 雖然“好奇號”發布了如此宜居的地質條件，但科學家依然沒有掌握火星存在遠古生命的直接證據。 火星土壤含有豐富水分 2013年9月26日，美國倫斯勒理工學院和美國nasa等機構的研究人員在《科學》雜志上報告稱，他們利用“好奇號”攜帶的樣本分析儀，將其登陸火星后獲得的第一鏟細粒土壤加熱到835℃的高溫，結果分解出水、二氧化碳以及含硫化合物等物質，其中水的重量約占2%。 倫斯勒理工學院的勞里·萊欣認為：“現在知道火星上應該有豐富的、可輕易獲得的水”，這是“最令人激動的結果之一”。今后如果有人登上火星，只需在火星表面鏟起土壤，然后經過加熱，就可獲得水。 “好奇號”還發現，火星土壤重氫碳比率與大氣的測量結果相似，這說明火星表面土壤與大氣存在“廣泛的交互作用”，火星土壤可能像海綿一樣從火星大氣中獲得水分與二氧化碳。 研究人員通過分析二氧化碳和水中的氫、碳和氧的比例發現，火星其實也曾溫暖濕潤，也曾有厚厚的大氣層。然而，約40億年前，火星上或許發生過大變動，導致環境劇變，這可能是由于火山噴發，也可能是猛烈的太陽風帶走大部分大氣等因素。不過，自那時以來，火星大氣基本穩定，至今變化不大。 鵝卵石證實遠古火星存在河流 “好奇號”在火星的蓋爾隕石坑中發現了光滑的小塊鵝卵石，其形狀和大小顯示它們應該是被水流長期沖刷、磨蝕而成，這是迄今有關遠古火星存在河流的最確切證據。 “好奇號”登陸火星后，地面科學家指揮它到距登陸地點約400米的“格萊內爾格”區域探測，發現這一位于蓋爾隕石坑的區域有許多光滑的小塊鵝卵石，與地球河床沉積物中的鵝卵石極為相似，這些鵝卵石可能是被水流沖刷、磨蝕而變光滑的。據此，研究人員還估計了蓋爾隕石坑附近河流的深度和流速：要沖刷形成現如今這樣尺寸的光滑鵝卵石，河流深度應介于0.03至0.9米，流速則介于每秒0.2至0.75米。 研究人員表示，這一成果支持了此前所作假設，即很久以前火星上的環境比現在溫暖、潮濕，可能適合原始微生物的生存。 存在過大型湖泊的新證據 2014年8月8日，nasa公布了幾幅“好奇號”發回的照片。在其中一幅照片上，可以清晰看到夏普山底部呈現出均勻分層的巖石。研究人員認為，這屬于湖底沉積物形成巖石的典型樣貌，該地應當距離流水注入湖泊之處不遠。 其他照片也從不同角度證明，蓋爾隕石坑從前可能是個湖泊，但曾多次蒸發干涸，夏普山或許就是由來自隕石坑邊緣高地的流水沉積物或風化沉積物層層累積而成，沉積物積累到一定高度后受到風力侵蝕，最終塑造了夏普山如今的外貌。當蓋爾隕石坑成為“蓋爾湖”時，夏普山可能“變身”為湖中的“夏普島”。 nasa火星探測項目首席科學家邁克爾·邁耶表示，這座湖泊非常大，也許存在了數百至上千萬年，不僅為沉積物逐漸形成夏普山提供了充足時間，也為生物產生和繁衍提供了充足時間。 同年12月8日nasa宣布，這座位于火星隕石坑里的山丘或許由一座大型湖泊的沉積物長期堆積、風化而成，這一發現成為火星地質歷史上曾存在流動水的又一有力證據。 發現甲烷——生命的跡象？ 適于生命存在和繁衍的環境還需要支持生命新陳代謝的有機碳和能量來源，因此“好奇號”探測戰略主要是從尋找水到尋找生命遺跡的轉變。甲烷是最簡單的碳氫化合物，由于地球上90%至95%甲烷都是生物成因，火星大氣中的微量甲烷，特別是目前仍然存在甲烷生成的過程，引起了火星生命的猜測。 nasa在當地時間2014年12月16日宣布，“好奇號”樣本分析儀在20個月的時間里測量了火星大氣12次，檢測到火星大氣中含有極微量的甲烷，甲烷的濃度為7ppb（10億分之7），并且首次確認在巖石中發現有機物，不過，科學家表示，這些有機碳還未能確定身份，這一研究成果已發表在12月16日《科學》雜志的《科學快訊》上。 甲烷是一種不穩定的氣體，通常僅能在大氣中保存300至400年。大氣中的微量甲烷暗示了火星上目前仍有活躍的甲烷生成過程。目前還不能揭示大氣中的微量甲烷是生物成因還是非生物成因，如果被證實是微生物活動所產生的甲烷，那將是爆炸性的新聞——火星發現了生命！ 答案或許會在人類未來的火星探測任務中揭曉。nasa即將在2020年發射的新一代探測器“火星2020”，有可能繼續解開火星甲烷排放的謎底。（王琴 張巧玲） |
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