謎一樣的火星
火星探索在太陽系所有的行星中，最引人注目的要屬火星了。這顆行星體積比地球略小，而且也有一層大氣。1903年5月，美國天文學家洛威爾用望遠鏡，發現上面有許多深色的直線。他認為那是火星上的運河。既然有運河，當然就要有開鑿和使用運河的“人”。於是“火星人”的說法轟動一時。以致在三十年代，有些人編演的科幻廣播劇《大戰火星人》在美國電台廣播時，許多人竟真的以為火星人前來侵犯地球，幾乎引起了一場全國性的恐慌。
進入六十年代，隨著觀測儀改進，人們終於發現，所謂“火星運河“原來不過是一些環形山和隕石坑的偶然排列。從現已查明的火星環境來看，它是個荒蕪的沙漠，無液態水，大氣稀薄，溫度又低，因而存在生命的可能性很小。即使有生命存在，也只能是極低等的微型生物，而絕不會是智慧生物。
至此，火星之謎似乎已經有了答案。不料1976年7月，美國發射的火星探測器“海盜1號“傳回地球的照片中，再次發生了令人驚異的情況。有一張照片，出現了一個類似人臉的巨大建築。美國宇航局研究小組使用了最新的計算機處理技術對該照片進行分析，最後認定該人臉形建築是修築在一個巨大的長方形台基上的，以鼻子為中心，有左右對稱的眼睛和略為張開的嘴巴。建築物長2·6公里，寬2·3公里。“海盜1號”從不同角度拍下了多幅該物體的照片，從這些照片上可以清楚地看出，它確實是個人臉型的建築物，而不是由於不是由於光線投影關係造成的假相。
訊息傳出，舉世譁然，有些人認為，現在火星上雖然荒涼，但在古代的火星上，生存過與人類相似的有智慧的生物，這些建築是他們建造的。他們說，在距今代億年前，火星上氣候和現在地球上一樣濕潤，有豐富的水源。當時火星上的許多河流，現在仍可覓見遺蹟。空氣的成份也與地球相似。因此，當時的火星上很可能存在與地球人相似的生物。甚至有人認為，人臉形建築眼睛下方具有眼淚狀的痕跡，也就是火星人滅亡前向宇宙生物界發出的警告。
火星上到底有沒有生命
火星和金星是離地球最近的行星,科學們普遍認為,金星是地球的過去,而火星是地球的未來。美俄科學家對金星進行的十多次探測表明,金星上的環境異常惡劣, 絕不適合“脆弱”的人類居住。那么火星呢?如果火星上有生命存在, 地球人有朝一日很可能會樂得把火星當作自己的“第二故鄉”。1969年人類首次“奔月”成功後,進軍火星的願望由此在人們心中升騰起來。科學家們更是及不可待地制定火星探測計畫。擺在他們面前的緊迫問題是:火星上到底有沒有生命?
火星生命說
火星探索1975年前後,美國宇航局發射了兩枚“海盜”號火星探測器,根據探測器提供的資料,科學家們對火星環境的演變過程進行了推測:三四十億年前,火星表面十分溫暖,河湖密布, 水流潺潺,那時候火星上應該有很多生命。20億年前,火星驟然隆溫,大氣逐漸減少, 水也大量蒸發,河湖乾涸後形成了今天火星表面坎坷不平的河溝。火星與地球同樣有點傾斜且自轉, 它一年中也有四季的變化,只不過四季的時間比地球上的四季要長,相當於地球上的16 個月。火星也有兩極。北極直徑2000公里,地殼厚4--6公里,南極直徑700公里,地殼厚為1--2 公里。火星目前的空氣95%由二氧化碳組成,氧和水蒸氣極少。 主要由水和二氧化碳組成的白色冰帽覆蓋兩極。
為了研究地球上的何種生物在火星環境中能存活多久,美國科學家設計了一個模擬火星環境的裝置---低溫恆溫器, 該裝置所盛的是科學家們設法製造的與火星條件相似的組合氣體。
火星空氣稀薄,缺乏臭氧層,以致紫外線可以直撲地表。 科學家們使用重氫燈照射比實際火星環境多1000萬倍的紫外線量,又以加速器照射多1億倍的宇宙射線,以重現火星環境。 研究人員利用這個裝置把一些生物放到裡面進行試驗。由於它體積小,大型動植物無法到裡面“過把癮”,但微生物卻可以在裡面“盡情體驗”。
首先是讓低溫恆溫器在大量高強度紫外線和宇宙射線下進行相當於火星上同一地點照射200年時間的曝曬,結果發現桿菌孢子的存活率為25%。一種常在不新鮮的餅乾上繁殖的黴菌孢子存活率也是25%; 而一種只在缺氧狀態下繁殖的厭氣性細菌芽胞梭菌的孢子存活率達40%--70%。
科研人員又以類似火星的乾冰(厚度1--2毫米)覆蓋桿菌孢子,並曬之以相當於火星上同一地點照射2000年時間的紫外線和宇宙射線,結果經乾冰覆蓋的孢子存話率竟然在90% 以上。
科學家們由此認為,即使在目前的火星環境下,仍有存在生命的可能性。
1994年,《俄羅期報》的一篇有關火星生命的報導更是一嗚驚人。報導說,1979 年美國航天中心人員在研究美“海盜”號探測器拍下的火星照片時,居然發現了斯芬克斯的圖像。但是當時這張照片沒有引起研究人員的重視,結果這張照片被前聯邦德國的一名電腦程式設計人員買走。
美國航空和航天局的專家從一堆報廢的照片中找到了一張不同時間拍攝的火星照片,儘管斯芬克斯像不清楚,但仍隱約可見。
火星探索按他們的推算,火星上斯芬克斯像的大小為:從頭髮到下巴為1.5公里,寬1.3公里! 研究人員認為,要造出這么大的雕像,只有十分先進的文明社會才能辦到。
後來,在離斯芬克斯像7公里的地方又發現了一群建築物,還有道路及奇怪的圓型廣場。建築物尺寸都很大,最大的中央金字塔幾乎相當於埃及著名的奇阿普斯金字塔的10倍! 直經達一公里的圓型廣場究竟意味著什麼尚不得而知。有可能是太空飛行器發射場、 加速器試驗場或是市中心廣場什麼的。
目前尚不清楚斯芬克斯像和金字塔是用什麼材料製成的。但按常規,由於火星上有塵暴,一般的道路在5000至1萬年內肯定會消失得無影無蹤。但從照片上看,道路基本還很完整, 有的道路有修建時特意繞過坑坑窪窪。這是否說明城市的歷史並非很久遠。
為了尋找充足的證據,科學家們又設法從其它方面論證火星生命的存在。由行星學家、微生物學家、土壤生物化學家和工程師等11 人組成的美國宇航局科研小組1994年曾進入美新墨西哥州卡爾斯巴德洞窟國家公園的勒楚吉拉洞穴,從暗無天日的洞中採集細菌標本。勒楚吉拉洞穴已知的深度是480多米。在暗無天日的艱苦環境中, 科研人員發現了細菌、真菌的存在。另外他們還發現了一些蝙蝠骨骼以及一頭2.5萬年前貧齒目哺乳動物和1隻4.5萬年前環尾貓的遺骸。
科學家們又對南極洲的一個常年冰封湖泊進行了探測。該湖泊深30米,冰層厚度4.6米,常年溫度在零下20攝氏度以下,就是這種酷寒地帶,仍有藍綠藻和矽藻生存。另外, 科學家們還多次在深海海床、火山熱噴泉和地殼深處發現了原始微生物,它們並不需要陽光和氧氣,而是靠那裡的熱量、水和岩石來維持生命。德車雷根斯堡大學的卡爾斯德特教授說,這些原始微生物很可能是現代生物的共同祖先。在火星的地表岩石下面有沒有水?地殼深處有沒有熱量?他認為如果有,那么火星上存在生命形式就十分可能了。 研究人員的最新發現來自於一塊叫到“阿蘭山84001”的火星隕石。
今年8月7日,來自美國宇航局和蒙特婁、喬治亞、斯坦福等3 所大學的科學家們在文盲該局華盛頓總部舉行長達2個多小時的新聞發布會宣布: 他們找到了火星上過去存在生命的合理證據。
研究人員認為,該隕石45億年前形成於火星之上,1500 萬年前當火星受到小行星等天體撞擊時被濺落到太空中,1.3萬年前降落到南極洲的冰面上,1984年被科學家發現, 最近剛剛由科研人員確認其老家是火星。
研究小組成員,史丹福大學化學家理查德. 扎雷利用雷射器和質譜儀發現一種叫作多環芬香烴的有機物分子,而多環芬香烴與生命關係密切: 這些多環芬香烴是在隕石裂縫深處發現的,其密度大大高於南極冰層中多環芬香烴的密度這表明,這些多環芬香烴來自火星,而不是來自外層空間或地球。另外,由於與這些多環芬香烴有關的碳酸脂形成於36億年前, 這說明該有機分子並不是隕石在星際旅行過程(1500萬年)中附著到隕石上的,與多環芬香烴有關的球粒碳酸脂中含有的磁鐵礦微粒和硫鐵粒子在化學成分、 結構和形態方面和地球上細菌作用的磁性粒子非常相似;最新研究表明該隕石形成時火星上的溫度為0--80 攝氏度而不是生物無法存在的700攝氏度; 隕石中發現了有可能進行氧化還原反應的正三價鐵離子而地球上的生命現象基本都與氧化還原反應有關,這表明火星上可能曾經有水或氧氣存在。
火星探索不少火星研究專家認為,無論從試驗和隕石研究結果, 還是從“海盜”號火星探測器提供的資料看,火星上存在生命的可能性極大。
不同的聲音
儘管贊同火星生命說的科學家們說的頭頭是道,但持有懷疑態度的人仍沒有為之所動。他們認為,在載人宇宙飛船登上火星並尋找到確切的生命證據之前, 所有推測都不能算作事實,何況這些推測還有很多漏洞。
美國新墨西哥大學研究所的吉姆.帕帕克等4 名科學家說他們在研究火星隕石時沒有發現火星生命的重要證據。這四位科學家是從去年開始就一直在研究一塊重4磅多、形似土豆的火星隕石。這塊隕石上存在微量黃鐵礦石,這種礦石中含有兩種硫同位素--硫32和硫34。在地球上,一旦這種礦石中有細菌活動或其它生命跡象,其中硫32和硫34 的比例就會發生變化,而火星隕石上兩種硫同位素的比例表明沒有變化,因而可認為沒有任何生命活動。 帕帕克說:雖然他們和宇航局科學家研究的不是火星隕石的同一塊碎片, 但這些碎片應當具有相同的地質特性,但他同時指出他們的研究還無法證明宇航局的說法就是錯誤的, 因為火星上的生命活動可能和地球上不同,不會使黃鐵礦的硫同位素比例發生變化。
美國全國科學院行星研究科學家阿倫斯認為,有關火星上存在生命的結論只能算一種“假設”,因為我們只少還沒有一塊已確認是來自火星的樣品。他強調說, 不能肯定那塊被宇航局斷定火星上存在生命的隕石就是來自火星,因此有必要從火星上直接取樣。美國阿肯色的宇宙化學專家貝努瓦也認為，宇宙局有關火星遠古時代存在生命的說法是一種推斷， 因為在不同的隕石中都可以發現同樣的多環芬香烴。
國際地學屆人士也對美國的發現表示懷疑。專家們認為,一則現在無法確定美國宇航局研究的隕石肯定來自火星;二則即使來自火星, 那么任何沾在隕石表面的有機生命痕跡在通過大氣層的時候,由於高溫氧化等方面的作用,通常都會被燃燒掉。 即使生命痕跡存在於隕石裡面,同樣也難以保存下來。北京大學生物系教授張昀認為: 不能說火星在數十億年前就沒有原始生命存在,問題的關鍵在於如何確定這塊隕石上的生命物質的痕跡就是從火星上帶來的,而不是隕石在落到地球後被地球上的生命污染所致。
德國科學家也表明了類似的觀點。德國馬克斯.普蘭克天體研究所的研究員沃爾夫岡. 希爾布蘭特還認為,30億年前在太陽系中有特別多的隕石, 因此很難說美國宇航局研究的那一塊就是來自火星。他認為,所謂1.3 萬年前由天體墜落到地球的東西正是目前被當作火星物質進行研究的對象,這塊石頭很可能來自地球本身,因為地球上也不乏同樣的石頭。
向火星進軍
火星探索看來,要證明火星是否存在生命的唯一途徑就是從火星上直接取回樣本進行研究。目前美俄等國正在制定雄心勃勃的進軍火星計畫。據悉,在今後兩年內, 地球將向火星派出四位使者。
第一位使者是美國的“火星全球觀測者”號宇宙飛船。它計畫於今年11月離開地球,經過十個月的旅行抵達繞火星飛行的軌道。它將繪製火星地形圖、 分析火星大氣成份和記錄火星天氣變化情況等。
第二位使者是俄羅斯的“火星96號”。它也計畫於今年11月離開地球,約十個月後抵達火星。“火星96”到達火星後,與質子號火箭脫離,分裂為三部分。 一部分留在軌道上拍攝火星表面,考察火星大氣層的成分和溫度,其餘兩部分降落到火星上。 俄羅斯科學家根據俄羅斯和美國以往的經驗,首次研究成功由兩個考察站和兩個輸入器組成的降落裝置。過去的降落裝置有數百公斤,而現在的裝置在重量上只不過是個“小巫”,它以時速80 公里的速度直落火星,與火星接觸的瞬間,氣體緩衝器迅速充氣,每個降落裝置又一分為二。其中一部分轉動整套科研儀器,考察火星的表面和大氣。而炸彈式針入器則扎入火星地下6-- 9米深處,扎入的深度取決於岩石的硬度。針和器有一人多高,頭尖,頭部由超硬度材料組成,裝有高靈敏度和高精度儀表。針入器的主要任務是,確定土壤的成分、物理機械性能和磁性以及火星上的地震情況等等。
第三位使者是美國的“火星探路者”號,它計畫於今年12月出發,明年7月4 日在火星平原阿瑞斯谷地著陸。它將釋放出一個機器人以收集火星表面樣品,該飛船還將利用一輛火星越野車考察火星表面上一條幹涸的河溝,以收集火星原始微生物或原始微生物化石。據悉, 這種由美俄共同研製的火星車重量為137公斤,安裝有6個輪子, 配備有一個衛星天線和大量的感測器。“火星探路者”號將攜帶有關火星的豐富信息於2005年返回地球。
第四位使者是美國的“火星全球觀測者2號”,它將於1998 年離開地球並計畫在火星南極表面著陸,它將用機械手挖出一條深溝,以測量火星土壤的硬度和尋找水源。
此外,俄羅斯還決定在1998年再向火星發射一艘名為“火星98”的探測飛船, 日本也決定於同一年發射名為“行星-B”的火星探測飛船。
據報導,如果利用載人飛船探測火星,單美國在今後30年就需要花費4000 億美元的巨額開銷,所以柯林頓政府決定放棄前總統布希對載人飛行所做的承諾, 而採用比較省錢的不載人探測器取回樣本的方式。
但是科學家們並沒有因此放棄對載人飛行的研究,而正在制定載人飛船火星探測計畫。人類對火星的探索意義重大,因為不管火星環境是否適合人類居住, 都將為人類以後的深層探測活動提供極其保貴的經驗。
火星探索今年8月初美國宇航局宣布,有關專家從一塊據信來自火星且有40 多億年歷史的隕石上發現某些特殊有機物,並認為這些有機物與火星細菌活動有關。於是,該局正式提出36 億年前火星上曾存在像細菌之類的單細胞生命。
事實果真如此嗎?相當一部分專家表示懷疑。有人首先對這塊隕石來自火星的說法, 表示不敢苟同。這塊隕石於1984年在南極洲阿倫山被發現,編號為阿倫山84001。 它與其它11塊在印度肖戈蒂、埃及納卡納和法國查賽尼等地發現的隕石,均因結構與火星岩石類似而被認為來自火星。儘管證據頗多,東京學家理學部教授武田弘還是認為,20%左右的專家會有不同意見。難怪美國全國科學院行星研究專家阿倫斯強調,不能肯定阿倫山84001 隕石來自火星,有必要從火星上直接取樣。
即使這塊隕石確實來自火星,目前也沒有可靠的證據來證明隕石上的有機物質是火星細菌的傑作。除地球之外,茫茫宇宙間存在著有機物質。譬如, 星際分子是宇宙間天然形成的化合物,目前已發現有幾十種,其中絕大多數是有機分子。早在80年代初,加拿大射電天文學家就發現,獅子座CW星周圍塵埃氣體中存在相當複雜的有機分子──氰基癸五炔。因此, 美國阿肯色大學的宇宙化學專家貝努瓦表示,火星曾有單細胞生命的觀點不過是推斷而已, 遠沒有成為定論。
不管是推論還是定論,都再次激起了人們尋找外星人或外星生命的興趣。美國宇航局官員則希望人們明白,沒有證據表明火星上有高等生命。尋找外星人的好事者被潑了一頭冷水,然而探索生命之源的專家興趣不減。如果36億年前火星曾有單細胞生命,人們離揭開生命之源的目標就近了一步。
36億年前地球上已充滿單細胞生命,但無生命物質如何形成單細胞生命至今仍是個謎。美國科學家米勒曾於1952年在實驗室導演了一幕生命起源的“歷史劇”,似乎證實了原始大氣可以在電閃雷擊作用下合成有機物,進而產生蛋白質乃至生命。然而,以後的研究發現,米勒的“歷史劇”與實際情況相距甚遠。 有些專家將目光轉向著名
火星探索生命之源來自地球?來自火星?抑或其它星球?目前人們不得而知。美國宇航局的發現是一條有價值的線索,等待著專家順藤摸瓜找到真相。
