
2021年12月,歐洲航天局的火星軌道探測器在火星赤道以南的水手谷地下發現了大量水。而此前在火星上發現的水大部分都在火星極地,并以冰的形式存在。此次發現水的區域的溫度不足以維持冰的形式存在,也就是說,水手谷中的水可能是液態的。這不免讓人遐想,我們是不是離發現火星生命不遠了?
如果火星有生命存在,那么它們可能生活在哪里呢?研究人員在地球上找到了可能的答案。
在地球上有一種地質結構被稱為“熔巖管”,這是火山噴發時,液態熔巖流動,由于熔巖表面冷卻較快,因此較快形成固態的硬殼,在表層硬殼的保溫作用下,其內部的熔巖溫度更高流速更快,當熔巖排空之后就形成了管道狀結構。與其他的洞穴相似,水可以從這些天然形成的隧道壁滲入,盡管終年不見陽光,但是洞中卻也是生機盎然,許多奇特的生物在黑暗的洞中繁衍生息。
早在1976年,美國宇航局的火星探測器“維京”號拍攝到的圖片就顯示,火星上分布著熔巖管。后來的多個火星探測器也證實了這一發現。由于缺乏磁場,大氣稀薄,火星表面的一天經歷著極端的溫度波動,在赤道附近夏天白天的最高溫度可達21攝氏度,在夜晚則降到-73攝氏度,因此火星表面不太可能有生命生活。反倒是火星地下的熔巖管條件要溫和得多,那里不僅能屏蔽宇宙輻射、太陽輻射,阻隔隕石撞擊造成的傷害,還可能捕獲揮發物,比如被認為是生命必不可少的水。因此,一直以來,研究人員都認為,熔巖管可能是絕好的生命庇護所,如果火星上曾經或者現在有生命,那么它們可能生活在熔巖管中。
那么,火星熔巖管真的適合生命生存嗎?它們可能以什么維生呢?

所有生物都需要一種能源來驅動它們的活動。在地球上,植物和其他進行光合作用的生物從太陽獲得能量,它們將二氧化碳中的碳轉化或“固定”成對生物體有用的形式。其他生物,包括動物和真菌,通過食用這些生物來獲取能量和碳,這本質上是間接通過光合作用獲得能量。
但是,在地球上還有一些微生物不依靠太陽,而是利用礦物質和其他無機材料來獲得能量。大多數這樣的生物也會從礦物質或二氧化碳中獲得碳,并將碳鎖在自己體內。我們可以在地殼深處、海洋底部找到它們。也就是說,這類微生物中的大多數集中在暗無天日且孤立的地方。
熔巖管是一種中間地帶,與陽光隔絕,但仍與陽光普照的世界相連。研究人員在熔巖管洞穴的洞壁上發現了粘稠的軟泥和珊瑚狀的結節,但最明顯的生命跡象是薄薄的黃色、棕色或白色的生物層,這被稱為生物膜。這些生物膜主要由細菌組成,具有疏水表面,因為顏色它們也被稱為“洞穴黃金”。
最近,美國西北大學的研究人員從加州熔巖床的熔巖管洞穴中收集了樣本,經過分析發現,樣本里的細菌是通過吃洞穴壁的巖石和吸收二氧化碳來生存的,這種生存方式被稱為化能自養。
這個發現給了科學家尋找火星生命希望。根據目前的發現推測,在火星的熔巖管中可能沒有任何富含食物的流動水,但這些洞穴可能含有冰形式的水,以及各種可以作為生命能量的礦物質,可以說那里具備了微生物存在的條件。盡管許多科學家并不認為現在的火星熔巖管中還有生命,不過我們或許可以在那里發現生命曾經存在的證據。
而對火星熔巖管的探索不僅為了尋找火星生命,了解火星的前世今生,不僅有助于預測地球生命的未來,還為人類未來登陸火星,在火星建立基地做準備。對于人類來說,火星熔巖管也是絕佳的庇護所。而火星上的重力約為地球的38%,相比之下,火星的熔巖管要大得多。如果能將熔巖管密封起來,利用熔巖管的空間,對其內部空間進行加壓、加熱,將那里改造成適合地球生命生存的環境,那么自然比我們重新在火星上建造基地更加省力。早在2004年,美國宇航局就在探討利用火星上的熔巖管來建造火星基地的可行性。隨著科學家對火星熔巖管的了解越來越多,或許將來人類將火星基地建于熔巖管中的設想將成為現實。