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“好奇号”在火星上的新发现

作者:苗千

2018-06-14·阅读时长9分钟

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“好奇号”在火星表面工作演示图


2018年6月8日,美国航空航天局(NASA)戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)的科学家们在《科学》杂志一连发表两篇论文,报告“好奇号”在火星探测所取得的最新发现。这两篇论文瞬间引起了全世界的关注和讨论,因为这些最新发现都与探测火星上可能存在的远古生命痕迹有关系。虽然还算不上是证实在火星上曾经存在过生命现象的决定性发现,但这些突破已足以显示出科学家们正走在一条正确的道路上,这将使人类继续探索火星生命痕迹的决心更坚定。

令人迷惑的甲烷含量变化

在《科学》杂志上发表的两篇论文之一,名为《火星大气层中的甲烷含量显示出很强的季节性变化》(Background levels of methane in Mars'atmosphere show strong seasonal variations)。从论文题目就可以看出这个发现的独特之处,这是科学家们第一次在火星大气中发现可重复的周期性现象,而且由于甲烷气体的特殊性,这个发现难免让人产生联想,是否在火星上存在有某种尚未被发现的微生物,随着季节变化周期性地排放出甲烷?

因为一个火星年的时间几乎相当于两个地球年(一个火星年大约为687个地球日),想要发现火星大气中甲烷含量的周期性变化,首先就需要“好奇号”拥有在火星表面进行长时间工作的能力。在将近三个火星年的时间里,“好奇号”利用自身所携带的火星样本分析(Sample Analysis at Mars)仪器持续探测火星大气层中各种物质的含量,终于发现在火星的夏天,大气甲烷的含量是在冬天里的三倍左右。尽管其是否来自于生命活动尚未可知,但是这种周期性的变化已经展示出了火星活动的某种内在规律。

从地球的情况来作比较,甲烷与生命现象的联系非常密切,地球大气的甲烷大多就是在缺少氧气的环境中由“产甲烷菌”产生并且排放出来的。尽管如此,发现火星大气中甲烷含量的周期性变化却也还不能说明在火星也存在着与地球类似的产甲烷菌。科学家们推测,这种周期性的现象,可能是因为在火星的夏天气温升高,地表下的蓄水层发生融化,因而火星土壤中液态水与岩石发生相互作用,产生出了甲烷进入火星大气。还有一种可能,这些甲烷是在远古产生出来,随后被封冻在了火星土壤中,随着土壤季节性的融化,甲烷气体再被逐渐释放到大气中。

当然,除去这些可能性最高的原因之外,也不能否认还有一种可能,就是在火星的土壤之中存在着一些与地球相似的产甲烷菌,它们会在恶劣的火星气候中沉睡,只有到了夏天才会苏醒,进行一些必要的生命活动,排出甲烷。


在火星表面已经存在35亿至38亿年的“盖尔撞击坑”


30多亿年前的有机物

另一篇论文《火星盖尔撞击坑的泥岩中保存了30亿年前的有机物》(Organic matter preserved in 3-billion-year-old mudstones at Gale crater,Mars),报告了“好奇号”一个更让人吃惊的发现。即使先不去考虑这个发现的科学意义,单从题目来看,已经展示了一个自然界奇迹与一个工程学奇迹的结合。

火星的年龄与地球类似,都是46亿年左右。在形成早期,这两颗行星的自然环境也有类似之处。科学家们通过“好奇号”发现,在形成十几亿年之后,在火星的表面产生出了构成生命最基本的结构——有机物,而且这些物质居然在火星逐渐变得严酷的自然环境中被保存了下来,可以说这是一个自然界的奇迹。在30多亿年之后,来自另一个行星的探测器,在经过长途旅行之后到达火星,从岩石中发现了这些有机物,从而让人有机会重建火星几十亿年间的历史,这又堪称一个人类工程学的奇迹。这两个奇迹结合在一起,成就了一个重大的科学发现。但人们最关心的问题,仍旧是能否在火星上真正发现生命存在过的痕迹。

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苗千

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