火星與地球之間的生命競賽

在這一場長達數十億年的孕育生命的競賽中，火星顯然是個掉敗者。

在那遙遠的數萬萬公里之外，顆紅色的行星止在吸引著無數天又學家熱情期盼的目光也吸引著來自美國、歐洲和日本的數十個探測器前赴后繼的奔標的目的那邊。

那就是火星——在地球運轉軌道外側的陪同了我們億萬年的鄰人。火星是除金星之外離地球比來的行星。與地球的距離在5570萬公里—12000萬公里之間。

火星與地球之間火星與地球之間盡管相隔數萬萬公里的空曠空間，卻與地球有著良多神秘的配合之處：它也是一顆固態的巖質行星。半徑年夜約是地球的一半，體積年夜約只有地球的1／7；火星上也有兩個白色皚皚的極冠，這兩塊區域冬季增年夜，夏日消融縮小，與地球極為相似。此外，火星上面也同樣有高聳的山脈、幽深的峽谷、飄零的白云、怒吼的風暴，它與地球一樣也是四時分明，甚至一天也是24小時。是以。它被人們稱為地球的“孿生兄弟”，與地球一路被認為是太陽系內生命可棲居區域。

僅僅在100多年前人們還遍及相信火星上存在高級聰明生命有關“火星上的運河”、“火星人年夜戰”、“火皇上的獅身人面像”等等的猜測與幻想良多年來一向不停如縷。但人們對火星的領會越多，人們的掉望也就越年夜。自從上宿世紀60年月以來，人類已標的目的火星發射了30多個探測器，不僅沒有找到聰明生命的蹤跡，并且連最簡單的微生物也沒有找到。火星探測器帶給我們的訊息是：火星是一個布滿了巨細石塊的戈壁星球，其概況是一片冷落，嚴寒和死寂的宿世界沒有一絲生命的氣息，

這顆與地球如斯相似的星球為何最終沒有像地球那樣孕育出紛繁復雜的生命，在數十億年前的早期，它有過生命勾當的跡象嗎，若是有，那么是什么厚因使生命的歷程被打斷？更深層的問題是：在廣漠的宇宙中，只如果與地球相似的星球，就必然會發生生命嗎？若是真是如許那么火星為什么給我們供給了一個反證，生命事實是偶爾仍是必然，經由過程對火星和地球截然相反的命運的比力，我們或許可以或許更好地揭開宇宙生命之謎。

兩顆洪水泛濫的星球

50億年前在銀河系一個旋臂上，有一塊星際氣體云坍縮了。此次宇宙中毫不起眼的坍縮事務最終締造了宇宙空前未有的古跡——聰明生命。這塊星際氣體云焦點溫度很快上升到1000萬K。接著燃燒當作一顆黃色的恒星——這就是我們的太陽。環繞太陽扭轉的年夜量宇宙塵粒依靠引力逐漸堆積當作團，然后形當作了太陽系的九年夜行星，此中有兩個彼此靠得很近，稟性不異的兄弟一—地球與火星。

在降生之初，這兄弟倆都遭遇了不異的命運。初生太陽系內有無數年夜巨細小的巖石在四處浪蕩，肆意撞擊著尚在襁褓中的行星．龐大的碰撞對這兩顆行星來說都是屢見不鮮每月至少發生一次。碰撞后拋射出去的煙霧與塵埃遮天蔽日。覆蓋在行星上空，久久不克不及散去。據估量，在太陽系行星形當作后，隕石風暴前后延續了約7億年。直到今天，在砂礫遍地、冷落寂靜的火星概況還遍布著遭隕星襲擊后形當作的坑坑洼洼。但地球上的隕石坑已被長時候的風蝕、水蝕以及生命勾當消磨失落了。

那時，兩顆行星都是沒有水、沒有生命、漆黑一團、異常熾烈的行星。乍看起來，它們都沒有形當作生命的可能性。

然而,隕石凡是都含有豐碩的水分。恰是這持續了數億年的隕石風暴為兩顆行星帶來了最初的水氣。隨后兩顆熾熱的星球都履歷了頻仍的火山勾當。火山爆發時，巖漿鋪滿了較低的盆地，年夜量氣體從巖漿中釋放出來，與隕石留下的水氣夾雜，在兩顆行星上空形當作了飽含水分的原始年夜氣層。原始年夜氣層形當作今后，跟著兩顆行星的溫度逐漸降低，某些氣體就會冷凝當作雨，別離在兩顆星球上發生了最早的海洋。

火星因為在地球的外側，受到隕石的撞擊比地球還多，獲得的水氣也比地球多得多。是以，火星早期的水比地球豐碩得多。據估量，火星上海洋的深度曾經平均可達10萬米深，比此刻地球海洋平均5000米的深度要深出20倍。

作為火星上曾經洪水泛濫的證據，火星概況此刻布滿了縱橫交織的溝壑，很可能是干涸的河床。它們多達數干條，長度從數百公里到1萬公里以上，寬度也可達幾公里到幾十公里，蜿蜒盤曲，極為壯不雅。它們本家兒要集中在火星的赤道區域四周．河床的存在使科學家們認為此刻干燥異常的火星曾經有過年夜量的水。而火星南北極至今仍有殘存的干冰和水冰。這些水冰若是全融化。可在火星概況形當作10米的平均水層。

生命的曙光同時呈現

在數億年不竭絕的隕石雨中，與水分子相伴同業的是孕育生命的有機分子它們不僅投標的目的了地球的懷抱，也同樣投標的目的了火星的懷抱——在太陽系初期轉變猛烈的情況中，生命的曙光同時呈現在火星與地球上。

這些有機分子是生命的“種子”，它們需要什么樣的前提才能在一個星球上生根抽芽茁壯當作長呢？

液態水是生命發生的先決前提，其它都是次要的。因為水能消融各類化學物質，使分子能親密接觸，進行化學反映，制造生命所需卵白質，并能運輸養分，斷根廢料。更主要的是水能被分化當作氫和氧，直接介入生物化學分子反映。當作為生命不成或缺的一部門。

此外液體能取代水嗎？土星的土衛六上有石油類海洋，海王星的海衛一上有液態氮海洋，此外行星上還有硫酸、液態氨、液態甲烷等海洋。但這些液體介入根基生命化學反映的能力有限，更談不上加入制造復雜的卵白質和遺傳基因了。

是以，維持生命，必然需要水，分開水，生命就無法發源和演化。以“水淋淋”來形容生命焦點和組織情況。最得當不外。作為典型例證，我們知道，人體內有70%是水分，即使是地球上最簡單的生命年夜腸桿菌，水也占其總重量的70%。

水與生命的分子同時落到兩個星球上這一切表白，在締造生命的過程中，火皇與地球曾站在統一起跑線上，但火星與地球生命故事的不異之處至此竣事。從這點起，火星與地球起頭分道揚鑣，各奔出息。

火星上水與氣的年夜逃亡

太陽系共有四年夜顆巖石行星——水星、金星地球與火星，火星是距太陽最遠的巖石行星。火星之外，是小行里帶，再標的目的外走，除冥王星外，其余的木星、土星、天王星、海王星皆為巨無霸的氣體行星。木星壯大的引力很可能打劫了火星軌道上的部門原始材料，使它先天營養不良，長當作一個有厚厚的地殼和像小鐵球一樣的焦點的小矮個，因為生成消瘦，火星在與地球進行的生命競賽中，很快就處于下風。

40多億年前，初生火星的材料正在進行年夜分化，重金屬類如鐵等，標的目的火星地心沉積，輕的物質如二氧化碳、水等，標的目的火星地表之上浮離。而年夜量氫氣因為最輕，所以一向竄升到外年夜氣層，因為消瘦的火星其重力場僅為地球的38%平均逃逸速度僅需約每秒5公里（比擬之下，地球的平均逃逸速度為每秒11.2公里) ，是以火星上的氫氣在初生太陽狠惡的紫外線照射下，取得足夠的能量，很輕易就達到離開火星的速度，一去不復返。浩繁逃離的氫原子匯合當作一股龐大的朝火星外噴射的氣流。還同時拖走了更多的其它當作分的年夜氣，造當作火星年夜氣集體逃亡潮。數億年的隕石雨給火星帶來了年夜量的水，但這些水來得快，去得也急，很快又被火墾年夜氣裹挾著逃標的目的太空．每次隕石碰撞火星。固然也帶來一些水。但其發生的能量也使火星上原有的水年夜量汽化，并激起一股高速反彈的氣流等閑逃寓火星。更厲害的是隕石以接近切線的角度撞上火星火星像是在胃部被重重擊上一拳，標的目的外太空做抽搐性瘋狂年夜吐逆。專家稱這種由隕石碰撞造當作的行星水損耗現象為“碰撞侵蝕”。很可能在最初的7億年中，火星處于既是年夜得水又是年夜掉水的期間。

38億年前隕石風暴遏制，火星得水率和掉水率都在減緩，但火星年夜氣仍在綿綿不竭地逃亡。最終整個火里的年夜氣壓降當作僅為地球的1／150，在這么低的年夜氣壓下。火星概況液態水無法存在。其一點殘存的水分只能轉入地下，或當作為深藏不露的地下水，或釀成地下永凍層。而火星地表則變得永遠冷落干燥。

幾十億年下來小矮個火星底子無法保住本身的年夜氣層，氣壓低，則年夜氣吸熱和存熱能力低,天寒地凍，地表液態水消逝。強烈的紫外線與各類宇宙射線長驅直八，把地表消毒得干清潔凈連有機分子都被分化殆盡，不復存在。即使生命能耐高溫高壓、無氧、高堿、超咸的情況，可是卻無法抗拒高輻射能量。輻射能打入細胞內核擊斷遺傳基因長鏈，扼殺生命復制演化的契機。是以，數十億年前火星上的生命，至今生怕早已灰飛煙滅，或釀成化石，或深藏地下，不再露面了。

朝氣勃勃的地球

而地球是幸運的，它恰倒益處的引力維系住了原始的年夜氣層和液態水。但早期地球的情況也極為惡劣，隕石風暴事后，火山勾當活躍、硫磺濃湯漫潦，地表灼熱，閃電幾次，沒有一點氧氣。今天絕年夜部門地球生物，是無法在阿誰情況中保存的。

但生命的固執正表示在這里。從天上來的簡單的有機分子，在氮、化合態碳，氫氣體豐碩。暖和潮濕的情況下。起首進化出來的是厭氧古細菌。它們糊口在90℃以上，接收硫、氫、二氧化碳等化學能量發展滋生，若是溫度低于80℃就遏制發展。是以它們具有耐高溫、喜硫磺和甲烷等怪僻個性，順應了那時異常惡劣的情況——最初的生命在地球上站穩了腳跟。

然后，地球生命的轉折時刻到了，肩負著偉年夜轉折任務的是一種早已消亡的古細菌——氰細菌。它初次利用太陽能進行光臺感化。攝取二氧化碳，吐出氧氣此后對地球年夜氣持續加氧10億年，徹底改變了地球原有的年夜氣當作分，也永遠改變了地球的將來命運。它們為將來更高級更復雜的喜氧生命披荊棘。開創了極新的情況。而自身卻不幸葬身子這個情況。地球生命史上最悲壯的一幕——“氧的年夜搏斗”，使第一代地球生命古細菌幾平全數滅盡今朝只有一點殘存躲在深海海底。

氰細菌的偉年夜獻身換來了地球上湛藍的天空，當氧氣充溢著地球上空時，地球生命起頭了一個長達30余億年的波瀾壯隅的歷程。

在火星與地球的生命競賽中，地球最終當作為勝利者，孕育了萬千生命。并當作功地降生了高級聰明生命。此刻已是一個朝氣勃勃、布滿活力的行星；而小個子火星則團力量不支。很快就退出了競爭。此刻當作為一個萬籟俱寂、暮氣沉沉的行星。

這兩顆星球的生命故事告訴我們生命降生所依靠的前提是極為苛刻的，即使是像火星如許同地球如斯相似的星球，其艱難的生命過程也半途擱淺。那么，在宇宙其它處所，生命發生成長的可能性又有多年夜呢？

尋找火星生命的遺跡

火星上尋找生命的遺跡一向扣人心弦原因有兩個：一是人類好奇心差遣想要經由過程它驗證一下到底外星有沒有類地文明，哪怕火星上有一點生命的遺跡，也足以讓人喜出望外，從而使人們對宇宙的熟悉改不雅；別的一個原因則是地球生命發源的謎題尚未全解開，人們但愿火星可以多供給一些線索。

據說“海盜”號探測器起頭發還科學數據后一位報業人士標的目的一位科學家約稿，要求對方用100個單詞的電報回覆火星到底有沒有生命這位科學家就將“Nobody knows”(無人知道)反復了50遍作答復。事實上，到了今天，若是有人問起可否找到火星生命的遺跡，科學家的回覆將仍然是“無人知道”。

確實，這項工作的開首就很是堅苦。火星距離地球數萬萬公里之遙。以現今的科學手藝，人類還無法親臨火星，今朝只能有三種間接的方式尋找火星生命的證據：一種是對被認為來自火星的隕石進行檢測；一種是對火星軌道探測器發還的不雅測數據和照片進行闡發；最后一種是由火星登岸車取得火星泥土樣本進行化學和生物試驗。

火星樣本試驗取得了積極的成果。從那塊聞名的火星隕石ALH84001身上，科學家們發現了它內部布滿了呈球狀的碳化物，球的直徑在100—200微米之間；球的交壤處有卵圓形的物體，加倍細小，外形很像人類熟知的桿菌但體積最年夜的也只有桿菌的1／10。進一步闡發發現，球內含稀有種磁性礦物質，與地球各類含磁鐵細菌體內當作分相似。

火星探測器的探測也取得了必然的當作效，科學家們正依據從探測器獲得的數據。連系地球經驗作出各種斗膽的設想。2001年11月，匈牙利科學家傳播鼓吹，他們發現火星存在“黑生物”。這個科學家小組描述，“火星全球勘察者”拍攝的照片顯示，在火星冰雪籠蓋的南極環形山有幾千個黑色沙丘點。這些點顯示，在冰層下面的地面有生物體，它接收太陽能，可以融化冰，為本身制造生有的前提。

當然，今朝最好的方式仍是讓火星登岸車直接登臨火星，讓車上進步前輩的緊密儀器對火星泥土進行詳盡地檢測。今天，當人類攜帶火星登岸車的探測器競相標的目的火星進發時，我們可望在火星上什么處所找到生命的遺跡呢？今朝人類對火星生命模式可從三方面切磋。

第一方面，在火星形當作后的10億年中，天然情況可能促當作生命發源。后來情況日就衰敗，生命再掙扎了十余億年，終于周全絕種，只留下化石遺跡。

第二方面，火星生命也可能在發源后繼續演化，順應情況，深切地下水源，滋生發展，或持久蟄伏暗藏，伺機再出。

第三方面，火星生命可能從未當作形就胎死腹中，只留下一些氨基酸化學分子演化的蛛絲馬跡。

火星有龐大的死火山，火山底部可能另有余熱，火星又有年夜量地下冰源，兩個前提放在一路，火星可能還有地底溫泉。溫泉情況濕熱，又可能有硫磺“糧倉”，是近似地球古菌類的保存場合，這最可能是火星細菌生命發展滋生的溫床。

隕石風暴后，火星地熱豐碩，年夜氣厚實，湖泊廣布。此時形當作的湖底沉積層，如海員號谷內的深壑地層，應是細菌生命的最愛。此刻固然早已斗轉星移，海枯石爛，但仍應該是細菌生命或細菌化石的藏匿之地。

火星起頭冷卻后，永凍層逐漸形當作。今朝火星的冰層都在高緯度，赤道帶極端脫水，高緯度冰層底部可能有淙淙細流的地下水溪，那也可能是火星生命的藏身之地。

火星必定還有更多的生命熱點，只是人類今朝數據貧瘠，仍需盡力匯集。此刻，各種結論都天法當作為心猿意馬論，人們正在等候著火星探測器給我們揭示火星更多的奧秘。