只要人类一直注视着天空,我们就着迷于其他世界(就像地球一样)可能包含生物的可能性。尽管我们对月球的访问告诉我们它是完全荒芜和无人居住的,但太阳系中的其他世界仍然充满潜力。金星可能在其云层中有生命。欧罗巴和土卫二可能生活在液态水的地下海洋中。甚至泰坦的液态烃湖也为寻找外来生物提供了迷人的地方。
但是到目前为止,最迷人的可能性是红色星球:火星。这个更小,更冷,更遥远的地球表亲肯定有一个潮湿的过去,液态水显然在地表上流淌了十亿多年。间接证据表明,生命在火星上似乎是合理的,不仅在过去,而且甚至在今天,仍然可能存在,有时甚至是活跃的。火星上有五种生命可能。到目前为止,这是我们所知道的。
利用我们从各种轨道器,着陆器和漫游器获得的信息,我们在火星上进行了许多有趣的发现。我们看到干dried的河床和火星表面古代冰川事件的证据。我们在火星上发现了微小的赤铁矿球体,以及大量的沉积岩证据,两者都仅在含水环境中在地球上形成。而且我们已经实时观察到火星上的固体地下冰,雪甚至冻结的地表水。
我们甚至已经观察到可能是咸淡水活跃地流到各个火山口壁上的地表水,尽管这一结果仍然存在争议。地球上生命所需的所有原始成分在火星早期也很丰富,包括浓厚的大气层和表面的液态水。尽管火星似乎不再像今天那样充满着生命,但有三点证据表明过去甚至现在的生命都有可能发生。
第一个令人信服的证据来自1976年NASA的Mars Viking着陆器上的仪器。进行了三项生物学实验:气体交换实验,标记释放实验和热解释放实验,随后是气相色谱质谱仪光谱仪实验。当在两个维京登陆器上进行标记释放实验时,都产生了积极的结果,但这只是第一次进行。所有其他实验均返回阴性。
第二件证据来自1984年12月27日回收的火星陨石碎片-艾伦·希尔斯(Allan Hills 84001)。事实证明,落到地球上的所有陨石中约有3%来自火星,但这一点尤其明显大:重将近2公斤(超过4磅)。它最初在40亿年前在火星上形成,仅在13,000年前降落在地球上。当我们在1996年查看它的内部时,它似乎包含可能是化石有机生命形式残留的物质,尽管它们也可能源于无机过程。
最后,第三项证据来自美国宇航局最新的火星探测器:好奇号。随着火星季节的变化,好奇心发现了特定地下位置释放的甲烷““”,但仅在火星冬季结束和春季开始时才出现。再一次,这充其量只是一个模棱两可的信号,因为无机的地球化学过程可能是季节性的,并导致甲烷的释放,但是有机的生物过程也可能导致这种情况。
当我们查看全套证据时(从我们所学到的所有有关火星的知识中),红色星球上的生命史就有五种可能性。这可能是一个永远荒芜的世界;这可能是一个世界曾经繁荣发展但后来却走到尽头的世界。今天它可能还活着;它可能是地球生命早期的种子;或者它只能是自太空时代开始以来就一直存在的地球基生物。
这就是每种可能性的含义。
火星生命的5种可能
1、火星上从来没有生命。
尽管具有与早期地球相同的原料,并且具有类似的含水条件,但使生命得以形成的必要条件在火星上从未发生过。无机发生的所有地质和化学过程仍然发生,但是没有有机的。然后,大约在三十亿年前,火星的大气层被太阳剥夺,使任何液态地表水变干,导致了火星的出现。
这是最保守的立场,并且要求所有三个所谓的“阳性”测试都必须具有无机或基于污染的分辨率。这是绝对可能的,并且-在许多人看来-仍然是默认假设。直到出现一些非常有说服力的证据强有力地指出火星的过去或现在,这才可能仍然是主要假设。
2、火星早期存在生命,但灭绝了。
在许多方面,这种情况都与以前的情况一样引人注目。很容易想象一个世界有:
- 类似于地球早期的浓厚大气,
- 表面上有稳定的液态水,
- 地质多样性丰富的大洲
- 火山
- 磁场
- 一天的长度与我们的一天相似,
- 而且温度仅比当今地球略低,
可能导致生命。对于许多人来说,考虑到生命在地球形成后不超过几亿年的情况下,几乎不可能想象这些条件(超过十亿年)不会导致生命。
但是,火星大气层的丧失对地球产生了深远的影响,并可能导致火星上所有生命的灭绝。钻进火星的沉积岩并寻找化石生物,甚至变态的富含碳的包裹体,都可能揭示出验证这种情况所必需的证据。
3、火星生命很早,它仍然以表面最休眠的形式存在。
这是关于火星生命的最乐观但仍然科学可行的观点。也许生命早就掌握了,当火星失去气氛时,一些极端微生物仍处于一种冻结的悬浮动画状态。当适当的条件出现时-也许在地下,液态水偶尔会在其中流动-这种生命“醒来”并开始执行其关键的生物学功能。
如果是这样的话,那么在火星表面之下仍然可以找到生物,也许是在距离我们的航天器仅几英尺甚至仅几英寸的浅沙中。我们可能只在谈论单细胞生命,也许甚至还没有达到真核细胞的复杂性,但是除地球以外的任何世界上的生命仍将是科学的一场革命。NASA的“恒心”漫游车于2020年7月30日成功发射,将收集关键的土壤样本,以尝试测试这种假设情景。
4、火星直到地球自然播种才拥有生命
6500万年前,一个巨大的,快速移动的物体撞击了地球,形成了Chixulub陨石坑,并踢起了足够的物质,用碎片云覆盖地球,导致地球历史上第五次大规模灭绝。而且,就像许多巨大的撞击一样,这一撞击很可能将小片地球一路踢向太空,就像月球或火星上的撞击器在整个太阳系中发射流星一样,其中一些最终落在了地球上。
好吧,一些影响也可能是相反的:将地球传播的物质发送到包括火星在内的其他世界。地壳中富含有机生命的物质根本不会进入火星,这似乎是不合理的。取而代之的是,无论地球是否繁盛,地球上的生物到达火星并开始在火星上繁殖都是非常合理的。也许有一天,我们将能够了解火星生命的全部历史,并确定其中是否有与所有现存地球生命都来自的相同祖先。这是一种不容易消除的引人入胜的可能性。
5、我们的现代太空计划将地球生命传播到火星
最后,也许火星确实是一个贫瘠,没有生命的星球-至少数十亿年-直到太空时代来临。可能未经100%净化或消毒的星载物质降落在火星表面,将现代地球有机物带入了火炉。
这是天体生物学家的最终噩梦:在另一个世界上发现着令人着迷的生命史,但是在我们了解那个世界上真实的生命史之前,我们将用我们自己的生物对其进行污染。在最坏的情况下,可能是在火星起源的火星上过着简单的生活,但地球生命到来并胜过它,使它迅速灭绝。这种非常真实,健康的恐惧是为什么从生物学的角度出发,当我们探索其他星球和外国世界时,我们经常如此保守。
人们非常希望,今世后代的火星探测器和轨道器将帮助我们最终弄清楚火星(现在或过去的任何时候)是否曾经藏过生命。如果对该问题的回答是肯定的,那么它将引出一个重要的后续问题:生命与地球上的生命相关还是独立于地球?生命有可能起源于地球,并以生命孕育了火星。生命可能起源于火星,然后播种了地球。生命甚至有可能早于地球和火星,并且生命的早期形式同时存在于两个行星上。
但是在这个时候,我们没有绝对的证据表明生命完全存在于火星上。我们有一些暗示可能是那里过去或现在生活的指标,但是完全无机的过程可以解释这些观察结果的每一个。
与往常一样,我们要找出真相的唯一方法是,用先进的仪器和技术进行更多更好的科学。随着NASA的恒心漫游车前进以收集各种土壤样品,下一步将是将它们返回地球进行实验室分析。如果我们成功了,那么我们可以肯定地知道,在未来十年内,这五种可能性中的哪一种与关于火星的真相最一致。