蓋亞假說將改造火星?

1988年3月，享譽(yù)世界的美國地球物理學(xué)學(xué)會在加州圣地亞哥召開了一次地球科學(xué)研討會，專門討論由英國科學(xué)家詹姆斯-洛夫羅克提出的新理論——蓋亞假說。

此假說企圖從地球與地球生物之間的相互作用原理，說明何以只有地球有生命存在這一科學(xué)難題。

有100多位知名的科學(xué)家參加了會議。時年70來歲的洛夫羅克在會議上侃侃而談：地球就像一個活的巨大有機(jī)體，在它上面，所有的生物在生存之余都無意識地參與了制造有利于生命繁衍環(huán)境的創(chuàng)造性活動，從而促進(jìn)了地球生物的健康發(fā)展。

蓋亞假說是洛夫羅克在20世紀(jì)60年代從事火星生物研究時獲得的一個意外收獲。當(dāng)時，洛夫羅克因發(fā)明了一種能測出土壤、空氣、水中含量只有萬億分之幾的化學(xué)物質(zhì)的電子俘獲器而被美國太空總署看中，邀請他參加探測火星生物的研究工作。

洛夫羅克認(rèn)為，生命的本質(zhì)就是化學(xué)反應(yīng)，只要火星上有生物存在，那么，火星上就一定應(yīng)該有化學(xué)變化。但是，他研究了太空總署紅外線望遠(yuǎn)鏡提供的所有分析資料后，卻沒有發(fā)現(xiàn)火星上有任何化學(xué)變化存在。于是，他得出結(jié)論：火星上并無生物。

失望之余，洛夫羅克對一個長久以來，困惑著大多數(shù)科學(xué)家的科學(xué)難題發(fā)生了濃厚興趣：為什么太陽系里，只有地球不冷不熱、恰到好處地適合生命的繁衍和生存?而其他星球不是太熱就是太冷，都不適合生命的生存。

一般的解釋是，這純屬地球運氣好，與太陽的距離適中，所以地球能保持適當(dāng)?shù)臏囟群蛽碛幸簯B(tài)的水，為生命的產(chǎn)生提供了環(huán)境條件。不過，此說卻不能解釋為什么較地球離太陽更近的金星和火星，卻是一個熱得要命，一個冷得要死。

金星是一個在大小和原始化學(xué)性質(zhì)方面與地球十分相似的行星，但它的表面卻有高達(dá)攝氏400多度的高熱。科學(xué)家們認(rèn)為，這主要是由于金星周圍大氣中含量極高的二氧化碳產(chǎn)生的“超級溫室效應(yīng)”造成的。

然而令人不解的是，當(dāng)?shù)厍虺跤猩飼r，其大氣中的二氧化碳濃度也高達(dá)98％，但卻沒有產(chǎn)生像金星一樣強(qiáng)烈的溫室效應(yīng)，變成與金星一樣寸草不生的火爐，而是變成了一年四季都適宜于生命生長的天然樂園，這是為什么呢?

據(jù)測定，今天的太陽和38億年前地球初有生物時相比，所發(fā)生的光和熱都增加了20％～30％，但今天的地球非但沒有因此而變熱，相反更加涼快了，從當(dāng)初平均25℃，下降到了今天的平均只有15℃左右，這又是為什么呢?

洛夫羅克懷疑，這是由于地球有一個強(qiáng)有力的自我調(diào)節(jié)系統(tǒng)在發(fā)揮作用的緣故。從美國太空總署回到英國西部他自己的土木結(jié)構(gòu)的田園式住宅后，這位曾獲醫(yī)學(xué)博士學(xué)位的獨立研究人便一頭扎進(jìn)了對這些問題的研究之中。

經(jīng)過幾年的努力，洛夫羅克找到了答案：地球之所以沒有遭受像金星一樣的“超級溫室效應(yīng)”，關(guān)鍵在于地球生物本身。因為最早出現(xiàn)的地球生物是依靠二氧化碳生活的藻類和細(xì)菌，它們消耗了空氣中大量的二氧化碳，從而削弱了溫室效應(yīng)。這些生物在進(jìn)行光合作用的同時也釋放了大量的氧，越積越多的氧也能與溫室氣體甲烷發(fā)生化學(xué)作用，將它們從空氣中除去，從而使得溫室效應(yīng)減弱。

根據(jù)15億年前的地質(zhì)資料分析，這種機(jī)制可能是導(dǎo)致地球出現(xiàn)第一個冰河期的直接原因。當(dāng)空氣中的氧積聚到一定濃度時，例如超過25％，地球叢林就很容易發(fā)生自燃釀成森林大火，森林大火不但消耗了空氣中的氧，而且同時也燒掉了許多地上的和地下的釋氧有機(jī)物。加上太陽日復(fù)一日地照射，地球便又逐漸回暖。

有趣的是，新生的生物中有相當(dāng)一部分發(fā)生了變化，學(xué)會了依靠氧氣來維持生命，于是，二氧化碳的溫室效應(yīng)和氧的致冷作用便趨于平衡，地球也就因此得以保持了相對穩(wěn)定的有利于生物繁衍生長的涼熱狀態(tài)。

洛夫羅克認(rèn)為，地球與地球生物之間充滿著許多這樣的反饋系統(tǒng)，正是由于這些反饋調(diào)節(jié)作用，才使我們地球有了今天的生存條件。例如，他和美國華盛頓大學(xué)的科學(xué)家羅伯特·查爾遜合作提出的另一個反饋系統(tǒng)是關(guān)于浮游生物的。

根據(jù)他倆的研究，地球高層云的形成是由于浮游生物等釋放的二甲硫形成的硫粒子吸附大量的水氣造成的。厚厚的高層云能將地球嚴(yán)密地遮蔽起來，把大量的太陽輻射反射回太空去，從而讓地球保住它現(xiàn)有的涼熱狀態(tài)。

洛夫羅克和他的長期合作者、美國麻州大學(xué)的連因·馬克利斯相信，地球的發(fā)展是和達(dá)爾文的進(jìn)化論相符合的。世界是一個整體，在這個整體里，地球和地球生物互相影響。由于地球有3000多萬種生物，所以，它有極強(qiáng)的復(fù)原力。

當(dāng)洛夫羅克把他的理論講給他的鄰居——作家、諾貝爾獎獲得者威廉·戈爾丁聽時，這位博學(xué)多才的作家建議他用古希臘大地女神蓋亞的名字來命名他的新理論，因為這個理論就是關(guān)于地球本身的。洛夫羅克欣然遵命。

1969年，洛夫羅克首次在一個科學(xué)會議上介紹了他的蓋亞假說，立即引起激烈爭論。消息傳出，一些工業(yè)界人士喜歡這個假說。因為它似乎暗示，地球即使繼續(xù)受到工業(yè)污染，仍能靠著自我調(diào)節(jié)而生存下去。但環(huán)境保護(hù)主義者卻反對蓋亞假說。

當(dāng)然，洛夫羅克本人也并不同意工改造火星(想像圖)業(yè)界人士的推論，他說，工業(yè)污染雖然不會毀滅地球，但可能會毀滅人類。到那時，主宰地球的將是一些較能抵抗污染的其他生物。

19年后，當(dāng)科學(xué)家們再次聚會圣地亞哥時，他們對蓋亞假說仍是貶褒不一。在許多科學(xué)家眼里，蓋亞假說是荒誕不經(jīng)的。英國生物學(xué)家察·道瓊斯批駁說：“地球不可能是個活的巨大有機(jī)體，因為至少地球不會繁殖。”支持者則認(rèn)為：“蓋亞假說的確是個卓越而有說服力的理論，它使平日各自為政的科學(xué)家，例如生物學(xué)家、地球化學(xué)家、大氣科學(xué)家等聚在一起。共同探討生物與地球是如何相互作用的這個深奧問題，意義深遠(yuǎn)。”

洛夫羅克和科學(xué)雜志撰稿人邁克爾·阿拉比合作，還提出了一個大膽的幻想式科學(xué)計劃，來驗證蓋亞假說：

由于目前的研究結(jié)果顯示，寒冷的無生命的火星所吸收的陽光足夠維持生命，所以，可以利用蓋亞原理，在火星上創(chuàng)造出生命。具體做法是：先把大量的氯氟烴氣體注入火星的大氣層中，制造出極強(qiáng)的溫室效應(yīng)，使火星逐漸變暖，冰水流動，然后把取自地球南極洲干涸河谷中生命力極強(qiáng)又耐寒的、靠二氧化碳和光合作用為生的微生物送到火

星上，讓它們大量繁殖。只要這些微生物真能生存下來，就能證明蓋亞假說是有道理的。同時，這些微生物在若干年后創(chuàng)造的生存環(huán)境將和地球差不多，既溫暖適宜又充滿氧氣，完全適宜人類居住。

這個計劃引起了美國加州維尤山艾米斯研究中心的科學(xué)家們的關(guān)注。目前，他們已開始研究，能否像洛夫羅克所說的那樣，把氯氟烴氣體注入火星大氣中。

據(jù)他們估計，如果一切順利的話，不出一個世紀(jì)，人類可以把火星改造成另一個地球。

巴研制出可捕捉二氧化碳陶瓷休

據(jù)報道，巴西米納斯吉拉斯州聯(lián)邦大學(xué)的兩名化學(xué)家與一家企業(yè)合作，共同研制了一種陶瓷體，可過濾燃料燃燒后排放的二氧化碳物質(zhì)，并將其轉(zhuǎn)化為工業(yè)原料。

，目前，實驗顯示這種陶瓷體可以捕捉燃料燃燒后排出的40％的二氧化碳物質(zhì)。下一步，發(fā)明者計劃進(jìn)一步改善這種陶瓷體過濾二氧化碳的能力，以期達(dá)到捕捉60％燃料排放物的目的。

科研人員稱，陶瓷體的顯微結(jié)構(gòu)會與氣體結(jié)合，實驗中重量為10克的陶瓷球在與氣體結(jié)合后會達(dá)到14克重。當(dāng)二氧化碳充盈時，可用熱量或者化學(xué)反應(yīng)原理將其從陶瓷體中提取出來，以作為工業(yè)原料回收再利用，如冷卻劑(其凝結(jié)物就是碳化的二氧化碳?xì)怏w)。而現(xiàn)在，他們還需尋找將這種設(shè)置與工廠的排放系統(tǒng)更好地結(jié)合在一起的方式。