火星未解之謎

■ 楊孝文

中國(guó)古代的天文學(xué)家認(rèn)為火星是一顆“燃燒的星星”，科學(xué)家至今仍在激烈爭(zhēng)論與這顆紅色行星有關(guān)的問(wèn)題。即使已經(jīng)有不少飛船被派去研究火星，但有關(guān)它的許多問(wèn)題，我們至今仍不知道答案。2011年11月26日，美國(guó)航空航天局把它的最新火星探測(cè)器——火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室“好奇”號(hào)發(fā)射升空。趁此機(jī)會(huì)，讓我們盤(pán)點(diǎn)一下這顆紅色行星的幾個(gè)未解之謎吧。

火星為什么有兩張臉？

幾十年來(lái)，研究火星的科學(xué)家一直對(duì)火星兩半球間存在的巨大差異感到迷惑不解。這顆紅色星球的北半球平坦而地勢(shì)較低，是太陽(yáng)系里最平坦的地方，這種地形可能是由曾經(jīng)從火星表面流過(guò)的水造成的。但是火星南半球的地表非常崎嶇，有很多龐大的隕石坑，海拔比北半球的盆地高4000米～8000米。最近獲得的證據(jù)顯示，火星南北半球的巨大差異是由長(zhǎng)期的太空巖石撞擊造成的。

火星上的甲烷來(lái)自哪里？

2003年，歐洲航天局的“火星快車(chē)”首次在這顆紅色行星上發(fā)現(xiàn)甲烷，這是最簡(jiǎn)單的有機(jī)分子。地球大氣里的大部分甲烷都是由生命過(guò)程產(chǎn)生的，例如牛消化食物的過(guò)程。據(jù)悉，火星大氣里的甲烷達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)僅有大約300年，因此目前尚不清楚它是否仍在繼續(xù)產(chǎn)生這種氣體。當(dāng)然，在沒(méi)有生命的情況下也能產(chǎn)生甲烷，例如火山活動(dòng)。計(jì)劃在2016年發(fā)射升空的歐洲航天局的“ExoMars”飛船，將會(huì)研究火星大氣的化學(xué)成分，了解更多與甲烷有關(guān)的問(wèn)題。

火星上有沒(méi)有海洋？

大量火星任務(wù)探知的這顆紅色行星的表面特征，表明它以前的溫暖環(huán)境足以確保液態(tài)水在火星表面流淌。這些特征包括像是巨大海洋的結(jié)構(gòu)、河谷網(wǎng)、河流三角洲和需要在水環(huán)境下形成的礦物質(zhì)。然而，當(dāng)前的早期火星氣候模型無(wú)法解釋這種溫暖環(huán)境為何存在，因?yàn)槟菚r(shí)的太陽(yáng)比現(xiàn)在更加微弱。因此一些人不禁懷疑，這些地貌特征可能是由風(fēng)或其他因素造成的。有些證據(jù)證明，遠(yuǎn)古火星的溫暖氣候至少可以令其一面存在液態(tài)水。其他發(fā)現(xiàn)則暗示遠(yuǎn)古火星曾又冷又潮濕，并不像人們經(jīng)常爭(zhēng)論的那樣，是又冷又干或者溫暖而潮濕。

現(xiàn)在火星表面仍流淌著液態(tài)水嗎？

盡管有大量證據(jù)證明火星表面曾流淌著液態(tài)水，但是，這種情況是否只是偶爾存在？或者這顆紅色行星上現(xiàn)在是否還有液態(tài)水流淌？這些仍是未解之謎?；鹦堑拇髿鈮悍浅５?，大約只有地球大氣壓的1%。然而在這顆行星斜坡上看到的黑色狹窄的線暗示，每年春天可能會(huì)有咸水從這些坡體表面流過(guò)。

火星上是否有生命？

成功登陸火星的第一艘飛船——美國(guó)航空航天局的“海盜1”號(hào)引出一個(gè)至今仍未破解的謎：火星上有生命存在嗎？“海盜1”號(hào)是第一艘，也是迄今為止唯一一艘試圖在火星上尋找生命的飛船，它的發(fā)現(xiàn)至今仍存在巨大爭(zhēng)議。它在這顆紅色行星上發(fā)現(xiàn)了氯甲烷和二氯甲等有機(jī)分子。然而，這些成分被認(rèn)為是地球污染物，也就是說(shuō)，它們是在地球上做準(zhǔn)備工作時(shí)，用來(lái)清潔飛船的液體。

對(duì)我們已知的生命來(lái)說(shuō)，火星表面的環(huán)境異常惡劣，它極端寒冷、干旱，具有強(qiáng)輻射并存在其他一些不利因素。然而地球上也有很多生命在極端惡劣的環(huán)境中幸存下來(lái)的實(shí)例，例如南極干谷寒冷、干燥的土壤，以及智利異常干旱的阿塔卡馬沙漠。事實(shí)上，地球上只要有液態(tài)水的地方就有生命，火星上曾存在海洋的可能性，令很多人想弄明白那里是否曾有生命繁衍生息。如果事實(shí)果真如此，那么問(wèn)題就變成了現(xiàn)在這顆紅色行星上是否依然存在生命。找到這些問(wèn)題的答案或許有助于了解生命在宇宙的其他地方到底有多常見(jiàn)，或者多么不常見(jiàn)。

地球生命起源于火星？

在南極洲發(fā)現(xiàn)的來(lái)自火星的隕石（宇宙撞擊從這顆紅色行星上激起的石塊）里含有類(lèi)似于地球微生物產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)。盡管此后的很多研究用化學(xué)而非生物學(xué)解釋這些結(jié)構(gòu)，但是有關(guān)它的爭(zhēng)論依然存在。這些發(fā)現(xiàn)使地球生命起源于火星的可能性變得更大。

人類(lèi)可以在火星上生活嗎？

要想回答火星上是否曾存在或者目前是否仍然存在生命的問(wèn)題，可能需要人類(lèi)親自前往那里尋找答案。然而，人類(lèi)的星際航行面臨諸多科技挑戰(zhàn)，需要克服的困難也很多。例如，食品、水和氧氣問(wèn)題，失重環(huán)境的不利影響，失火和輻射等潛在危險(xiǎn)以及執(zhí)行這種任務(wù)的宇航員距離救援地有幾百萬(wàn)千米，而且每次飛行都需要好幾年的事實(shí)。同時(shí)，著陸、工作并生活在另一顆行星上，以及重返家園也面臨很多挑戰(zhàn)。

然而宇航員似乎非常希望找出謎底。例如，2011年“火星500計(jì)劃”的六名志愿者在一艘模擬飛船里生活了近1.5年，這是有史以來(lái)進(jìn)行的最長(zhǎng)時(shí)間的模擬太空飛行，它的目的是模擬火星載人任務(wù)的全過(guò)程。甚至有很多志愿者愿意參加單程火星旅行。微小的噬巖菌能夠用來(lái)開(kāi)采火星上的寶貴資源，為第一批人類(lèi)居民在這顆紅色行星表面種植作物鋪平道路。人類(lèi)能否前往火星，很大程度上取決于當(dāng)權(quán)者是否相信我們能到達(dá)那里。