火星有水？

李　楊　袁　野

如果火星表面的確還有液態(tài)水，那么，生命生存的所有要素都已齊備

“在過去的5年中，火星表面有液態(tài)水流過。這使得火星上有著適宜生命生存環(huán)境的可能性增大。”12月6日，美國宇航局向世界宣布了這一驚人發(fā)現(xiàn)——也許，目前火星上就存在液態(tài)水。

這項發(fā)現(xiàn)被刊登在最新一期《科學(xué)》雜志上。文章公布了上個月剛剛與地面失去聯(lián)系的“火星環(huán)球探測者”號飛船在不同時間拍攝到的火星表面同一地點的照片。研究者從地質(zhì)學(xué)的角度判斷，照片顯示出的一些溝壑或隕石坑形成的時間并不長，其中有液態(tài)水沿坑壁向下流的痕跡。

液態(tài)水:從“曾經(jīng)存在”到“現(xiàn)在還有”

對比先后拍攝的照片，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，火星南半球的兩處溝壑發(fā)生了變化。“火星環(huán)球探測者”搭載的攝像頭起初分別在1999年和2001年對這兩處溝壑拍照，然后在2004年和2005年再度拍照。在后來拍攝的照片上，兩處溝壑內(nèi)出現(xiàn)了新的亮淺色沖積物，綿延數(shù)百米。

“這說明流動的物質(zhì)在過去的幾年中是活動的，”美國圣迭戈的馬林太空科學(xué)系統(tǒng)公司科學(xué)家邁克爾·馬林在研究報告中說，“沖積物的形狀跟水流沖積物的形狀相似，它們在坡壁下端有類似手指的分支，而且遇到小的阻擋就很容易改變方向。”馬林公司負(fù)責(zé)操作“火星環(huán)球探測者”號飛船上的一臺攝像機。

馬林接受本刊采訪時表示，此前已經(jīng)有兩種方法探測到了火星歷史上液態(tài)水的曾經(jīng)存在。首先，“火星探路者”號飛船發(fā)現(xiàn)，某些巖石構(gòu)成物質(zhì)發(fā)生的化學(xué)變化是在液態(tài)水環(huán)境中發(fā)生的；其次，人造火星衛(wèi)星在近35年間拍攝的照片顯示，火星上的流體痕跡和山谷的形成分別歸功于洪水和地下水活動。馬林說，幾年前他們拍攝到一塊巖石。從形態(tài)分析看，這塊巖石應(yīng)該曾經(jīng)處在某個河流三角區(qū)。盡管這個發(fā)現(xiàn)也是基于照片，但還是受到了大多數(shù)人的認(rèn)可——這里曾經(jīng)有一個湖泊，有河流流入。

但馬林強調(diào)，上述一切都僅僅基于對照片的分析，還有很多不確定性。

而現(xiàn)在，新的發(fā)現(xiàn)結(jié)果表明，近幾年就有物質(zhì)從地下沖出并沖刷了那些溝壑，這就意味著近期甚至目前，火星上還可能存在液態(tài)水。馬林表示，暫時還不能明確證明這些物質(zhì)一定就是水，那只是一種推測。

“這一最新發(fā)現(xiàn)，為火星表面目前仍時不時有水在流淌提供了迄今最有力的證據(jù)。”美國宇航局火星探測項目首席科學(xué)家邁克爾·邁耶在記者招待會上說。

研究者估計，如果“火星環(huán)球探測者”拍到的真是水流過的痕跡，那每一次流動的水量都有5到10個游泳池蓄水的總量。“就像沙漠中的洪水，”馬林公司科學(xué)家肯·愛德格特說，“如果這種物質(zhì)從山坡上流下來，你剛好站在下面的話，你會選擇換一條路走的。”

馬林說，火星上目前還存在液態(tài)水有三方面的巨大意義：對于希望在火星上尋找生命的人類而言，液態(tài)水證明生命存在的可能性更大；對于計劃登陸火星的人類而言，液態(tài)水的存在可以提供飲用水、呼吸用的氧氣和火箭用的氫燃料；液態(tài)水是一種重要的地質(zhì)材料，火星上存在水意味著火星和地球在這個方面有著許多共同點，這會讓地質(zhì)學(xué)家非常興奮。

“‘曾經(jīng)存在和‘目前有水有著巨大的差別，‘目前有水即意味著，現(xiàn)在火星上可能還存在生命。”NASA火星探索計劃的科學(xué)家邁克爾·梅爾告訴本刊。

“也許是風(fēng)沙和塵埃”

但一些研究人員對這些痕跡是水流沖刷所致的說法持懷疑態(tài)度，認(rèn)為諸如風(fēng)沙、塵埃等物質(zhì)也能像液體一樣流過，并產(chǎn)生類似效果。美國月球與行星研究所地質(zhì)學(xué)家艾倫·特雷曼表示：“照片上的任何東西都無法證明這種特征是液體流動，無論它們看上去有多‘涼爽，它們也許是大片的風(fēng)沙和塵埃。”

美國得克薩斯州休斯敦月球和行星研究院研究者艾倫表示，他同意目前觀察到的變化是物質(zhì)流動形成的，但他不認(rèn)為是水的流動形成的。“沒有直接證據(jù)表明這些圖片中有水，只能表明有些東西在向下流動。”

中國科學(xué)院國家天文臺研究員李競也提出同樣的疑問：“那些曾經(jīng)流動的液體也許不是水，而是甲烷或其他什么東西。”

不過，亞利桑那州立大學(xué)教授菲利·克里斯廷堅持那是水流過的痕跡，他聲稱，他完全相信溝壑是由活動的液態(tài)水形成的。只有水能夠如此活潑地在這些溝壑中流動。

盡管馬林的研究組相信沉積物是液態(tài)水流動的結(jié)果，但馬林向本刊表示，水的來源目前還是一個巨大的謎。他在報告中承認(rèn)：“與其他許多發(fā)現(xiàn)一樣，火星表面存在液態(tài)水的可能性會引發(fā)許多疑問：這些水從哪里來？就火星現(xiàn)有環(huán)境和以前最可能的環(huán)境來說，這些水又怎么能夠一直保持為液態(tài)？這些水分布有多廣？”

馬林猜測，水來自地底深處，那里溫度高，能夠融化冰，同時由于巖石帶來的巨大壓力，使得液態(tài)水沒有被蒸發(fā)。

眾所周知，火星表面比地球寒冷。因此，暴露在火星大氣中的液態(tài)水會立刻凝固結(jié)冰。但是馬林的研究者們表示，即使流動物表面迅速凝固，但在這層冰殼下面的水仍然可以流動相當(dāng)長的一段距離，然后形成很厚的冰和沉積物的混合物，這些物質(zhì)最終會完全結(jié)冰。

研究者說，在火星稀薄的大氣層中，留在火星表面的冰會很快升華，由固態(tài)直接變成氣態(tài)，然后消失。但是在混合物深層的水蒸汽擴散開后，冰和沉積物會重新在表面形成有霜的外殼。這就是“火星環(huán)球探測者”拍攝到的淺色物質(zhì)。

“這僅僅只是一種可能。”李競強調(diào)，到目前為止，所有發(fā)現(xiàn)都只是不斷地提高了它的可能性，并非直接而可靠的證據(jù)。

目標(biāo)：尋找地外生命

在所有的火星探測任務(wù)中，美國宇航局都提出了“找水”戰(zhàn)略，以確定火星是否曾經(jīng)擁有生命或現(xiàn)在支持生命存在。盡管火星上目前就有液態(tài)水還缺乏直接的證據(jù)，但這一消息還是讓多年來尋找地外生命的科學(xué)家喜出望外，因為如果這一發(fā)現(xiàn)得到證實，火星適宜生命生存的所有要素都已齊備：液態(tài)水和穩(wěn)定熱源。

李競說，很長時間以來，人類對火星上存在生命抱有很大希望。在八大行星中，木星、土星、天王星、海王星都是氣態(tài)的，不可能存在生命。水星離太陽最近，日夜溫差超過600攝氏度，金星的日夜溫差也在400攝氏度以上，星體表面幾乎呈紅色的巖漿狀態(tài)，也不可能存在生命。只有火星，是太陽系中惟一與地球相似的星球，它有晝夜，有四季，有大氣。但李競說，火星也有與地球的不同之處，比如大氣成分不同，而且非常稀薄；質(zhì)量比地球小，表面重力只有地球的38%；再就是沒有直接可靠的證據(jù)表明火星上有液態(tài)水。

“如果火星上真的有人的話，那他一定很黑很矮。”李競開玩笑說，這是可以根據(jù)火星的情況計算出來的。

然而1976年，科學(xué)家徹底放棄了在火星上尋找生命的想法。美國“海盜”1號、2號兩個探測器在火星著陸后發(fā)現(xiàn)，火星表面一片干涸，一點生命的痕跡都沒有。這令科學(xué)家大為掃興。于是，科學(xué)家把火星探測的目標(biāo)降低到了找水和生命化石上。

20年后的1997年，“火星環(huán)球勘測者”和“火星探路者”被送上太空。令科學(xué)家大為欣喜的是，在火星表面發(fā)現(xiàn)了一些地形地貌，很像被洪水沖刷過。科學(xué)家推測，當(dāng)年在火星上有個類似地中海那么大的海洋，而且曾經(jīng)發(fā)過大洪水。研究者進一步推測，當(dāng)年火星表面一定有比現(xiàn)在更多的云，一定比現(xiàn)在更暖和。所以科學(xué)家推測，火星上可能會殘留有生命的痕跡。

已經(jīng)超期服役多年的“火星環(huán)球探測者”號在最后時刻拍攝并傳回了最新的火星“水流”景象，當(dāng)科學(xué)家正準(zhǔn)備對它進行更進一步的研究，它卻詭異地消失了。有科學(xué)家開玩笑說：“大概是火星人不高興了，把它擄走了。”