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這次毅力號降落火星,主要任務就是尋找火星上是否有生命。具體來說,毅力號的使命有:

尋找火星上曾經適合生命生存的地方如果找到這樣的地方,進一步搜尋生命的遺蹟;收集土壤;利用火星上的二氧化碳生成氧氣。

毅力號火星車

火星上有沒有生命這個問題可以分成兩部分:第一,火星上出現過生命嗎?第二、假如火星上出現過生命,現在的火星上還有生命嗎?

這是火星存在生命的證據嗎?(2016年圖片,NASA)

我們先看看,火星遠古時期的環境是怎麼樣的。火星形成的具體時間並未有定論,因為人類手上除了180多塊火星隕石之外就沒有其他火星岩石了。僅憑這些岩石樣本很難確定火星的形成時間。但是一般認為,火星與地球在同一時間形成,也就是距今45億多年前。

火星與地球一樣從原始星雲中誕生

火星形成之後不久,火星上就出現了海洋。同時,由於火山活動和彗星的撞擊,火星上還有濃密的大氣層。從44億年到41億年這段時間,火星氣候溫暖溼潤,對生命的生存很有利。這段時期也是火星生命出現的黃金視窗期。早期的火星與地球很相似,而地球上的生命,據認為就在這段時間內起源。

早期的火星

到了42億年前,火星的磁場突然消失了,具體原因並不清楚。有人猜測是由於小行星的猛烈撞擊造成的。由於失去了磁場的保護,火星大氣層逐漸被太陽風粒子剝離,大氣變得越來越稀薄。

太陽風粒子剝離火星的大氣

與此同時,火星的水分也在散失,火星開始變得乾燥和寒冷。即便如此,火星上的海洋仍然殘存到了大約10億年前。

火星上海洋的變化情況

假如火星在40億年前的確產生了生命,並且以海洋的存在做為生命在火星表面生存的依據,那麼火星生命最多可以有30多億年時間進行演化。以地球生命演化歷程做為參考,直到6億年前地球上才出現了多細胞生物。由於火星上的生命生存條件遠差於地球,則10億年前的火星生命,恐怕還停留在單細胞生物的形態,也就是細菌。

火星上出現過生命嗎?

之前說過,地球上有大約180塊被認為是從火星來的隕石。這些隕石是火星被小行星撞擊後飛濺入太空的碎片,後來又落到地球上。其中有一塊編號為ALH84001的火星隕石,非常有意思。這塊隕石於1984年發現於南極大陸。

ALH84001

1996年,一群科學家用電子顯微鏡掃描了這塊石頭,做出了驚人的發現。在石頭的一些區域,他們找到了類似於地球上的細菌形態,見下圖。不知道你怎麼看,但一般人都覺得看起來真的像細菌。當然從尺寸上來說,它們比地球上所有已知生命的形體都要小。

疑似火星細菌的形態

時任美國總統克林頓還特意跑出來講話,宣佈NASA做出了關於火星生命的重大發現。不過很多科學家並不認可這些證據,認為那些痕跡可能是自然形成的。因此這塊石頭上的“生命”痕跡,並沒有得到科學界的廣泛認同。

克林頓發表講話宣佈NASA的重大發現

問題是,世界上的事情真都有那麼巧嗎?如果真是自然形成的,也應該多形成一些才對啊。就比如下圖照片中的勺子,是NASA的好奇號火星車在2015年拍攝的。你覺得靠自然的力量能形成這樣逼真的勺子形態嗎?結合前面的圖片,好奇號火星車總共在火星發現了兩次“勺子”的形態。

火星上的勺子

假如宇航員身在火星,將勺子拿起抹去灰塵,發現勺子由金屬製成,上面還有不明文字,這勺子可以做為曾經的火星文明的明確證據。顯然,由於缺乏進一步的有力證據,無論是火星“細菌”還是火星“勺子”,都成了“信仰”問題,無法令科學界達成一致。

2014年,好奇號火星車拍到的火星“交通燈”

不管怎麼說,那張火星“細菌”的照片造成了極大的影響。人們意識到,火星久遠的過去存在著產生生命的可能。後來,更多的火星隕石被仔細檢查,不斷有人宣佈發現疑似生命跡象。每當做出這樣的發現時,科學界都會出現不同的聲音。火星上是否出現過生命,到現在也不能有定論。

火星地下湖

科學家關注的另外一個問題:今日的火星是否還有生命存在。現在的火星環境確實很惡劣,全球平均溫度為-63℃,氣壓不到地球的1%。不過在火星夏天的時候,NASA的勇氣號火星車測量到了35℃的最高溫度,且時常能記錄到高於0℃的氣溫。火星表面雖然沒有持續的流動水體,但2018年NASA宣佈在火星南極冰蓋之下1.5km處發現了鹽水湖。因此,雖然火星地表尚未發現生命活動的跡象,但在火星的地下,仍不能排除生命存在的可能。

ExoMars TGO測量的火星甲烷氣體釋放

為了尋找火星生命的蛛絲馬跡,美國和歐洲的探測器及火星車持續檢測了火星大氣中的甲烷含量。在地球,甲烷是生物新陳代謝過程中排放的氣體。比如我們放屁的時候,就會排出甲烷。歐洲於2016年發射的火星微量氣體軌道器(ExoMars TGO),能測量火星全球甲烷的分佈。下圖是2019年火星北半球夏天的甲烷氣體釋放情況。可以看出,甲烷的釋放主要集中在溫度比較高的赤道地區。

好奇號的觀測結果

2018年,NASA釋出了好奇號火星車在火星上對甲烷濃度的測量結果,發現甲烷含量有季節性變化:在夏秋之際達到最高,冬季最低。給人的感覺好像是有微生物在夏天活躍起來,釋放甲烷,到了冬天大部分都休眠了。當然,在找到這些生物體蹤跡之前,只能說火星現在具有生命存在的可能。

嗜鹽菌

最後,地球生命能在現在的火星環境生存嗎?科學家做過很多模擬模擬,認為有些地球上的微生物似乎能在火星環境下生存,甚至包括一種苔蘚。當然,這些模擬未必能反映火星的真實環境。不過,在火星地下的液態鹽水環境中,那裡溫度相對較高,壓力大而且含鹽量高,地球上的一些細菌,比如嗜鹽菌,有可能在這樣的環境下生存。

火星上的圓球

既然火星隕石能來到地球,地球隕石同樣能到達火星。說不定地球隕石早就把地球上的微生物帶到火星上繁衍發展了呢。不管怎麼說,火星是否有生命,在人類踏上火星之前,恐怕未必能有最終的結論。就像之前所說的,現在關於火星上是否有生命這件事還屬於信仰的範疇。就比如好奇號在2014年拍到的這張照片,你覺得這麼圓的球能在火星上自然產生嗎?

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