火星上有生命嗎

歐陽(yáng)自遠(yuǎn)

神秘的紅星

火星，因其熒熒如火，亮度經(jīng)常變化，位置也不固定，我國(guó)古人將火星取名為“熒惑”；古巴比倫人稱(chēng)“尼嘎”（剛烈英雄）；古埃及人稱(chēng)“哈·底契” （紅色亮星）。在古希臘和古羅馬的神話(huà)中，火星是宙斯和赫拉的兒子，他司職戰(zhàn)爭(zhēng)，形象英俊，勇猛頑強(qiáng)，喜歡打仗，是力量與權(quán)力的象徵，是好斗與屠殺的戰(zhàn)神。古希臘人稱(chēng)火星為“阿瑞斯”（戰(zhàn)神）。

火星有兩個(gè)平均直徑十幾千米的小衛(wèi)星，就是以阿瑞斯的兩個(gè)兒子——福波斯和德瑞斯命名的；古羅馬人稱(chēng)火星為“瑪爾斯”，是身披盔甲渾身是血的戰(zhàn)神，火星的符號(hào)是♂。Mars之名和火星符號(hào)被國(guó)際沿用至今。

1609年，意大利科學(xué)家伽利略第一次用望遠(yuǎn)鏡觀察火星，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)用科學(xué)儀器觀測(cè)火星之先河。1666年，G.卡西尼 通過(guò)望遠(yuǎn)鏡觀察火星并確定了其轉(zhuǎn)動(dòng)周期，計(jì)算火星的日長(zhǎng)是24小時(shí)40分鐘。1672年，惠更斯第一次發(fā)現(xiàn)在火星的南極有一個(gè)白點(diǎn)，可能是極冠，并第一次提出了可能存在地外生命的猜想。1777－1783年，英國(guó)天文學(xué)家W.赫歇爾用自己發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡研究了火星，并錯(cuò)誤地認(rèn)為火星上黑暗的地方是海洋，明亮的地方是陸地，還認(rèn)為所有的星球都居住有生命。他還預(yù)言，也許火星居民也享受著與我們類(lèi)似的環(huán)境。

1877年米蘭天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)亞帕雷利斯基觀測(cè)火星之后，宣布他看到了火星上的“cannali”，原意是道路卻被錯(cuò)譯為“運(yùn)河”，后來(lái)演繹出火星上有運(yùn)河就有開(kāi)鑿和利用運(yùn)河的火星人和興盛的農(nóng)業(yè)。19世紀(jì)末，開(kāi)始了火星運(yùn)河的狂熱研究，大量有關(guān) “火星人”、“火星人襲擊地球”、“大戰(zhàn)火星人”等小說(shuō)和電影應(yīng)運(yùn)而生。1905年，美國(guó)的厄爾火星觀察臺(tái)，拍攝到火星38條“運(yùn)河”的照片。

已知的火星

太陽(yáng)系的八大行星，按照距離太陽(yáng)由近及遠(yuǎn)的次序依次是：水星、金星、地球和火星，由于它們體積較小，密度較大，具有固體的巖石表面，被稱(chēng)為類(lèi)地行星或內(nèi)行星；火星之外是木星、土星、天王星和海王星四個(gè)巨行星，也叫類(lèi)木行星。

火星的平均赤道半徑為3393千米，僅為地球的53%；火星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的10.74%；火星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)的運(yùn)行軌道呈橢圓形，周期為687天，即1.88個(gè)地球年；火星的自轉(zhuǎn)情況跟地球相似，自轉(zhuǎn)方向跟地球相同，自轉(zhuǎn)周期也就是火星一天的時(shí)間為24.63小時(shí)；火星的自轉(zhuǎn)軸是傾斜的，傾角為25.19。，因此火星上也有四季變化，但每個(gè)季節(jié)大約比地球季節(jié)要長(zhǎng)一倍。

火星與太陽(yáng)的距離比地球遠(yuǎn)，平均距離約為2.28 億千米（地球約1.5億千米），火星表面的年平均溫度為-57。C,表面晝夜溫度變化于20℃到一139℃之間，火星比地球寒冷，晝夜溫差比地球大。

火星表面的重力加速度是3.72米/秒2，逃逸速度5.0米/秒，而地球分別是9.75米/秒2和11.2米/秒；因此火星的引力場(chǎng)較弱，大氣比較稀疏容易逃逸，平均表面氣壓僅700帕，不到地球海平面氣壓的1%?；鹦谴髿獾闹饕煞质荂O2（占95.3%），其次是N2（占2.7%）。火星由于大氣稀薄，風(fēng)速很大，風(fēng)在火星表面肆虐，形成了廣泛分布的活動(dòng)沙丘和沙漠?；鹦巧辖?jīng)常發(fā)生臺(tái)風(fēng)和龍卷風(fēng)。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到50～100米/秒時(shí)，100微米的塵沙被吹到大氣中，形成區(qū)域性塵暴。每個(gè)火星年約發(fā)生上百次區(qū)域性塵暴，幾個(gè)區(qū)域性塵暴偶然聯(lián)合起來(lái)，把大量塵沙卷到30千米的高空，發(fā)展成全球性大塵暴，可持續(xù)幾個(gè)星期。

火星的地形明顯地不對(duì)稱(chēng)，南半球的地勢(shì)比北半球高。火星表面的2/3都是古老的、撞擊坑非常密集的地形。南半球分布有無(wú)數(shù)網(wǎng)絡(luò)狀的河谷系統(tǒng)，它們看上去象是被流水切割形成的，太陽(yáng)系最長(zhǎng)、最大的水手大峽谷，長(zhǎng)3000多千米，寬600千米、深約8千米；而地球上美國(guó)亞利桑那州的“大峽谷”，其長(zhǎng)度僅 800千米、寬30千米、深1.8千米?；鹦墙o人印象最深刻的面貌是巨大的盾狀火山，例如奧林匹克火山就是一個(gè)龐然大物，直徑達(dá)550千米，山峰高27.4千米，是太陽(yáng)系最高的山峰?；鹦堑谋卑肭蛩坪踉?jīng)是遼闊的大洋盆地，是“河流”匯集的“海洋”?；鹦鞘且粋€(gè)寒冷的、干燥的荒漠世界。

尋找生命跡象

自1961年以來(lái)，美國(guó)和前蘇聯(lián)在火星探測(cè)上展開(kāi)了一場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。

2003年，歐空局開(kāi)始發(fā)射“火星快車(chē)”探測(cè)火星，迄今為止對(duì)火星實(shí)施了42次探測(cè)，探測(cè)方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)火星的飛越、環(huán)繞、軟著陸、火星車(chē)巡視和現(xiàn)場(chǎng)分析樣品，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，大大提高了人類(lèi)對(duì)太陽(yáng)系探測(cè)的能力，獲得了對(duì)火星深入系統(tǒng)的科學(xué)認(rèn)識(shí)?；鹦翘綔y(cè)的科學(xué)問(wèn)題主要集中在探測(cè)火星生命活動(dòng)的信息，探測(cè)與研究火星的演化，以及與類(lèi)地行星的比較研究和探討火星的長(zhǎng)期改造與今后大量移民建立人類(lèi)第二個(gè)棲息地的前景，為人類(lèi)社會(huì)的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

火星探測(cè)的首要任務(wù)是探測(cè)火星生命活動(dòng)的信息。通過(guò)大量火星軌道環(huán)繞探測(cè)器的探測(cè)，特別是美國(guó)在1975年發(fā)射的海盜1號(hào)和海盜2號(hào)著陸器和2007年發(fā)射的鳳凰號(hào)著陸器，在火星表面開(kāi)展了一系列生命活動(dòng)信息的探測(cè)與生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)，證明當(dāng)今火星表面沒(méi)有任何生命活動(dòng)的跡象。

正當(dāng)人們對(duì)火星生命的探測(cè)懷著絕望之際，卻在火星大氣層中發(fā)現(xiàn)了含有微量的水蒸氣和甲烷，又重新點(diǎn)燃了探測(cè)火星生命的希望。凡有生命的活動(dòng)必定會(huì)釋放甲烷，大氣層中的甲烷可能表證火星有最低等生命的活動(dòng)。地球上廣泛分布的天然氣藏（主要成分是甲烷），絕大部分也是生物成因；但是，在大慶等地也發(fā)現(xiàn)一些天然氣藏是由非生物過(guò)程形成的。因此，關(guān)鍵問(wèn)題是要科學(xué)判別火星大氣中的甲烷是生物成因，還是非生物成因？由于火星大氣中甲烷的含量?jī)H有30ppt（1ppt是1萬(wàn)億分之一），當(dāng)今火星探測(cè)衛(wèi)星的同位素質(zhì)譜儀還不具備測(cè)定甲烷等化合物碳同位素的技術(shù)能力，只能在技術(shù)取得突破后才有可能予以回答。

1984年在南極阿連山地區(qū)找到了一塊火星隕石ALH84001。美國(guó)的科學(xué)家將隕石切片在電子顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)隕石中有大量密密麻麻分布的微體生物 “化石”——細(xì)菌。微體生物的截面大約只有1%頭發(fā)絲大小。經(jīng)測(cè)定，ALH 84001的形成年齡為36億年，表明36億年前，火星曾繁衍過(guò)最低等的生命——細(xì)菌。當(dāng)時(shí)，地球發(fā)育的生物水平也是最低等的微體生物——細(xì)菌。問(wèn)題引發(fā)了更大范圍的科學(xué)爭(zhēng)論：既然火星的生物“化石”現(xiàn)在可以帶到地球上來(lái)，在更遠(yuǎn)古的時(shí)代，火星的生命物質(zhì)也可以隨隕石帶到地球上來(lái)，說(shuō)不定地球的生命是火星生命的后代。當(dāng)然也完全可以相反，地球的生命物質(zhì)也可以隨地球隕石帶到火星上去，火星的生命卻是地球生命的后代。也許地球和火星都曾各自發(fā)育過(guò)生命。由于火星環(huán)境惡劣，生命被夭折了，而地球的生命得以演化繁衍。ALH84001經(jīng)過(guò)全世界科學(xué)家的精細(xì)研究，有一派科學(xué)家列舉大量事實(shí)證明，這些“化石”并不是生命物質(zhì)的化石，而是自然過(guò)程形成的特殊結(jié)構(gòu)，是典型的非生物成因?；鹦鞘欠裨?jīng)有過(guò)生命仍然是一個(gè)謎。

希望依然存在

火星現(xiàn)在沒(méi)有任何生命活動(dòng)的信息?；鹦沁^(guò)去可能發(fā)育過(guò)生命，火星的演化歷史的確存在過(guò)氣候適宜于生命產(chǎn)生與生存的環(huán)境。大量的探測(cè)成果表明，火星表面存在大量的古河道體系和水流動(dòng)痕跡。生命產(chǎn)生與演化的必要條件之一是必須有水的存在，而火星上曾經(jīng)有過(guò)大量的水體活動(dòng)，無(wú)疑給火星上曾經(jīng)有過(guò)生命物質(zhì)的觀點(diǎn)提供了有利的證據(jù)。要確證火星曾經(jīng)存在過(guò)生命，必須找到火星表面的沉積巖并在沉積巖中發(fā)現(xiàn)火星的生物化石。

火星現(xiàn)在是不是具備生命存在與繁衍的條件與環(huán)境？

根據(jù)海底黑煙囪、極地冰蓋下、鹽湖淤泥和炎熱沙漠等極端環(huán)境下各種生命形態(tài)的發(fā)現(xiàn)與研究，表明火星表面的環(huán)境依然具備生命繁衍的條件。由于火星表面是干枯的，沒(méi)有水體的活動(dòng)，而大量的事實(shí)證明火星的水體埋藏在地下。探測(cè)火星地下水的埋藏位置，有可能發(fā)現(xiàn)火星的低等生命形態(tài)。

火星生命的探測(cè)依然是任重而道遠(yuǎn)！