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  • 火星探索

    在太阳系所有的行星中,最引人注目的要属火星了。

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    谜一样的火星  

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          在太阳系所有的行星中,最引人注目的要属火星了。这颗行星体积比地球略小,而且也有一层大气。1903年5月,美国天文学家洛威尔用望远镜,发现上面有许多深色的直线。他认为那是火星上的运河。既然有运河,当然就要有开凿和使用运河的“人”。于是“火星人”的说法轰动一时。以致在三十年代,有些人编演的科幻广播剧《大战火星人》在美国电台广播时,许多人竟真的以为火星人前来侵犯地球,几乎引起了一场全国性的恐慌。

           进入六十年代,随着观测仪改进,人们终于发现,所谓“火星运河“原来不过是一些环形山和陨石坑的偶然排列。从现已查明的火星环境来看,它是个荒芜的沙漠,无液态水,大气稀薄,温度又低,因而存在生命的可能性很小。即使有生命存在,也只能是极低等的微型生物,而绝不会是智慧生物。

           至此,火星之谜似乎已经有了答案。不料1976年7月,美国发射的火星探测器“海盗1号“传回地球的照片中,再次发生了令人惊异的情况。有一张照片,出现了一个类似人脸的巨大建筑。美国宇航局研究小组使用了最新的计算机处理技术对该照片进行分析,最后认定该人脸形建筑是修筑在一个巨大的长方形台基上的,以鼻子为中心,有左右对称的眼睛和略为张开的嘴巴。建筑物长2·6公里,宽2·3公里。“海盗1号”从不同角度拍下了多幅该物体的照片,从这些照片上可以清楚地看出,它确实是个人脸型的建筑物,而不是由于不是由于光线投影关系造成的假相。

          消息传出,举世哗然,有些人认为,现在火星上虽然荒凉,但在古代的火星上,生存过与人类相似的有智慧的生物,这些建筑是他们建造的。他们说,在距今代亿年前,火星上气候和现在地球上一样湿润,有丰富的水源。当时火星上的许多河流,现在仍可觅见遗迹。空气的成份也与地球相似。因此,当时的火星上很可能存在与地球人相似的生物。甚至有人认为,人脸形建筑眼睛下方具有眼泪状的痕迹,也就是火星人灭亡前向宇宙生物界发出的警告。


    火星上到底有没有生命  

           火星和金星是离地球最近的行星,科学们普遍认为,金星是地球的过去,而火星是地球的未来。美俄科学家对金星进行的十多次探测表明,金星上的环境异常恶劣, 绝不适合“脆弱”的人类居住。那么火星呢?如果火星上有生命存在, 地球人有朝一日很可能会乐得把火星当作自己的“第二故乡”。1969年人类首次“奔月”成功后,进军火星的愿望由此在人们心中升腾起来。科学家们更是及不可待地制定火星探测计划。摆在他们面前的紧迫问题是:火星上到底有没有生命?

     火星生命说

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          1975年前后,美国宇航局发射了两枚“海盗”号火星探测器,根据探测器提供的资料,科学家们对火星环境的演变过程进行了推测:三四十亿年前,火星表面十分温暖,河湖密布, 水流潺潺,那时候火星上应该有很多生命。20亿年前,火星骤然隆温,大气逐渐减少, 水也大量蒸发,河湖干涸后形成了今天火星表面坎坷不平的河沟。火星与地球同样有点倾斜且自转, 它一年中也有四季的变化,只不过四季的时间比地球上的四季要长,相当于地球上的16 个月。火星也有两极。北极直径2000公里,地壳厚4--6公里,南极直径700公里,地壳厚为1--2 公里。火星目前的空气95%由二氧化碳组成,水蒸气极少。 主要由水和二氧化碳组成的白色冰帽覆盖两极。

          为了研究地球上的何种生物在火星环境中能存活多久,美国科学家设计了一个模拟火星环境的装置---低温恒温器, 该装置所盛的是科学家们设法制造的与火星条件相似的组合气体。

          火星空气稀薄,缺乏臭氧层,以致紫外线可以直扑地表。 科学家们使用重氢灯照射比实际火星环境多1000万倍的紫外线量,又以加速器照射多1亿倍的宇宙射线,以重现火星环境。 研究人员利用这个装置把一些生物放到里面进行试验。由于它体积小,大型动植物无法到里面“过把瘾”,但微生物却可以在里面“尽情体验”。

          首先是让低温恒温器在大量高强度紫外线和宇宙射线下进行相当于火星上同一地点照射200年时间的曝晒,结果发现杆菌孢子的存活率为25%。一种常在不新鲜的饼干上繁殖的霉菌孢子存活率也是25%; 而一种只在缺氧状态下繁殖的厌气性细菌芽胞梭菌的孢子存活率达40%--70%。

          科研人员又以类似火星的干冰(厚度1--2毫米)覆盖杆菌孢子,并晒之以相当于火星上同一地点照射2000年时间的紫外线和宇宙射线,结果经干冰覆盖的孢子存话率竟然在90% 以上。

           科学家们由此认为,即使在目前的火星环境下,仍有存在生命的可能性。

           1994年,《俄罗期报》的一篇有关火星生命的报道更是一呜惊人。报道说,1979 年美国航天中心人员在研究美“海盗”号探测器拍下的火星照片时,居然发现了斯芬克斯的图像。但是当时这张照片没有引起研究人员的重视,结果这张照片被前联邦德国的一名计算机程序设计人员买走。

          美国航空和航天局的专家从一堆报废的照片中找到了一张不同时间拍摄的火星照片,尽管斯芬克斯像不清楚,但仍隐约可见。

         

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     他们用电脑处理了这两张不同时间、不同角度拍下的火星照片,结果发现, 原以为是电波干扰而形成的鼻孔和项链是真实存在的,在电脑屏幕上还显露出眼睛和半张着的嘴中的牙齿。

          按他们的推算,火星上斯芬克斯像的大小为:从头发到下巴为1.5公里,宽1.3公里! 研究人员认为,要造出这么大的雕像,只有十分先进的文明社会才能办到。

           后来,在离斯芬克斯像7公里的地方又发现了一群建筑物,还有道路及奇怪的圆型广场。建筑物尺寸都很大,最大的中央金字塔几乎相当于埃及著名的奇阿普斯金字塔的10倍! 直经达一公里的圆型广场究竟意味着什么尚不得而知。有可能是航天器发射场、 加速器试验场或是市中心广场什么的。

          目前尚不清楚斯芬克斯像和金字塔是用什么材料制成的。但按常规,由于火星上有尘暴,一般的道路在5000至1万年内肯定会消失得无影无踪。但从照片上看,道路基本还很完整, 有的道路有修建时特意绕过坑坑洼洼。这是否说明城市的历史并非很久远。

          为了寻找充足的证据,科学家们又设法从其它方面论证火星生命的存在。由行星学家、微生物学家、土壤生物化学家和工程师等11 人组成的美国宇航局科研小组1994年曾进入美新墨西哥卡尔斯巴德洞窟国家公园的勒楚吉拉洞穴,从暗无天日的洞中采集细菌标本。勒楚吉拉洞穴已知的深度是480多米。在暗无天日的艰苦环境中, 科研人员发现了细菌、真菌的存在。另外他们还发现了一些蝙蝠骨骼以及一头2.5万年前贫齿目哺乳动物和1只4.5万年前环尾猫的遗骸。

           科学家们又对南极洲的一个常年冰封湖泊进行了探测。该湖泊深30米,冰层厚度4.6米,常年温度在零下20摄氏度以下,就是这种酷寒地带,仍有蓝绿藻矽藻生存。另外, 科学家们还多次在深海海床、火山热喷泉和地壳深处发现了原始微生物,它们并不需要阳光和氧气,而是靠那里的热量、水和岩石来维持生命。德车雷根斯堡大学卡尔斯德特教授说,这些原始微生物很可能是现代生物的共同祖先。在火星的地表岩石下面有没有水?地壳深处有没有热量?他认为如果有,那么火星上存在生命形式就十分可能了。 研究人员的最新发现来自于一块叫到“阿兰山84001”的火星陨石。

          今年8月7日,来自美国宇航局和蒙特利尔乔治亚斯坦福等3 所大学的科学家们在文盲该局华盛顿总部举行长达2个多小时的新闻发布会宣布: 他们找到了火星上过去存在生命的合理证据。

          研究人员认为,该陨石45亿年前形成于火星之上,1500 万年前当火星受到小行星等天体撞击时被溅落到太空中,1.3万年前降落到南极洲的冰面上,1984年被科学家发现, 最近刚刚由科研人员确认其老家是火星。

          研究小组成员,斯坦福大学化学家理查德. 扎雷利用激光器和质谱仪发现一种叫作多环芬香烃的有机物分子,而多环芬香烃与生命关系密切: 这些多环芬香烃是在陨石裂缝深处发现的,其密度大大高于南极冰层中多环芬香烃的密度这表明,这些多环芬香烃来自火星,而不是来自外层空间或地球。另外,由于与这些多环芬香烃有关的碳酸脂形成于36亿年前, 这说明该有机分子并不是陨石在星际旅行过程(1500万年)中附着到陨石上的,与多环芬香烃有关的球粒碳酸脂中含有的磁铁矿微粒和硫铁粒子在化学成分、 结构和形态方面和地球上细菌作用的磁性粒子非常相似;最新研究表明该陨石形成时火星上的温度为0--80 摄氏度而不是生物无法存在的700摄氏度; 陨石中发现了有可能进行氧化还原反应的正三价铁离子而地球上的生命现象基本都与氧化还原反应有关,这表明火星上可能曾经有水或氧气存在。

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          不少火星研究专家认为,无论从试验和陨石研究结果, 还是从“海盗”号火星探测器提供的资料看,火星上存在生命的可能性极大。

      不同的声音

           尽管赞同火星生命说的科学家们说的头头是道,但持有怀疑态度的人仍没有为之所动。他们认为,在载人宇宙飞船登上火星并寻找到确切的生命证据之前, 所有推测都不能算作事实,何况这些推测还有很多漏洞。

          美国新墨西哥大学研究所的吉姆.帕帕克等4 名科学家说他们在研究火星陨石时没有发现火星生命的重要证据。这四位科学家是从去年开始就一直在研究一块重4磅多、形似土豆的火星陨石。这块陨石上存在微量黄铁矿石,这种矿石中含有两种硫同位素--硫32和硫34。在地球上,一旦这种矿石中有细菌活动或其它生命迹象,其中硫32和硫34 的比例就会发生变化,而火星陨石上两种硫同位素的比例表明没有变化,因而可认为没有任何生命活动。 帕帕克说:虽然他们和宇航局科学家研究的不是火星陨石的同一块碎片, 但这些碎片应当具有相同的地质特性,但他同时指出他们的研究还无法证明宇航局的说法就是错误的, 因为火星上的生命活动可能和地球上不同,不会使黄铁矿的硫同位素比例发生变化。

          美国全国科学院行星研究科学家阿伦斯认为,有关火星上存在生命的结论只能算一种“假设”,因为我们只少还没有一块已确认是来自火星的样品。他强调说, 不能肯定那块被宇航局断定火星上存在生命的陨石就是来自火星,因此有必要从火星上直接取样。美国阿肯色的宇宙化学专家贝努瓦也认为,宇宙局有关火星远古时代存在生命的说法是一种推断, 因为在不同的陨石中都可以发现同样的多环芬香烃。

           国际地学届人士也对美国的发现表示怀疑。专家们认为,一则现在无法确定美国宇航局研究的陨石肯定来自火星;二则即使来自火星, 那么任何沾在陨石表面的有机生命痕迹在通过大气层的时候,由于高温氧化等方面的作用,通常都会被燃烧掉。 即使生命痕迹存在于陨石里面,同样也难以保存下来。北京大学生物系教授张昀认为: 不能说火星在数十亿年前就没有原始生命存在,问题的关键在于如何确定这块陨石上的生命物质的痕迹就是从火星上带来的,而不是陨石在落到地球后被地球上的生命污染所致。

          德国科学家也表明了类似的观点。德国马克斯.普兰克天体研究所的研究员沃尔夫冈. 希尔布兰特还认为,30亿年前在太阳系中有特别多的陨石, 因此很难说美国宇航局研究的那一块就是来自火星。他认为,所谓1.3 万年前由天体坠落到地球的东西正是目前被当作火星物质进行研究的对象,这块石头很可能来自地球本身,因为地球上也不乏同样的石头。

    向火星进军

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         看来,要证明火星是否存在生命的唯一途径就是从火星上直接取回样本进行研究。目前美俄等国正在制定雄心勃勃的进军火星计划。据悉,在今后两年内, 地球将向火星派出四位使者。

          第一位使者是美国的“火星全球观测者”号宇宙飞船。它计划于今年11月离开地球,经过十个月的旅行抵达绕火星飞行的轨道。它将绘制火星地形图、 分析火星大气成份和记录火星天气变化情况等。

          第二位使者是俄罗斯的“火星96号”。它也计划于今年11月离开地球,约十个月后抵达火星。“火星96”到达火星后,与质子号火箭脱离,分裂为三部分。 一部分留在轨道上拍摄火星表面,考察火星大气层的成分和温度,其余两部分降落到火星上。 俄罗斯科学家根据俄罗斯和美国以往的经验,首次研究成功由两个考察站和两个输入器组成的降落装置。过去的降落装置有数百公斤,而现在的装置在重量上只不过是个“小巫”,它以时速80 公里的速度直落火星,与火星接触的瞬间,气体缓冲器迅速充气,每个降落装置又一分为二。其中一部分转动整套科研仪器,考察火星的表面和大气。而炸弹式针入器则扎入火星地下6-- 9米深处,扎入的深度取决于岩石的硬度。针和器有一人多高,头尖,头部由超硬度材料组成,装有高灵敏度和高精度仪表。针入器的主要任务是,确定土壤的成分、物理机械性能和磁性以及火星上的地震情况等等。

          第三位使者是美国的“火星探路者”号,它计划于今年12月出发,明年7月4 日在火星平原阿瑞斯谷地着陆。它将释放出一个机器人以收集火星表面样品,该飞船还将利用一辆火星越野车考察火星表面上一条干涸的河沟,以收集火星原始微生物或原始微生物化石。据悉, 这种由美俄共同研制的火星车重量为137公斤,安装有6个轮子, 配备有一个卫星天线和大量的传感器。“火星探路者”号将携带有关火星的丰富信息于2005年返回地球。

          第四位使者是美国的“火星全球观测者2号”,它将于1998 年离开地球并计划在火星南极表面着陆,它将用机械手挖出一条深沟,以测量火星土壤的硬度和寻找水源。

          此外,俄罗斯还决定在1998年再向火星发射一艘名为“火星98”的探测飞船, 日本也决定于同一年发射名为“行星-B”的火星探测飞船。

          据报道,如果利用载人飞船探测火星,单美国在今后30年就需要花费4000 亿美元的巨额开销,所以克林顿政府决定放弃前总统布什对载人飞行所做的承诺, 而采用比较省钱的不载人探测器取回样本的方式。

          但是科学家们并没有因此放弃对载人飞行的研究,而正在制定载人飞船火星探测计划。人类对火星的探索意义重大,因为不管火星环境是否适合人类居住, 都将为人类以后的深层探测活动提供极其保贵的经验。


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    火星上曾有细菌  
        
          今年8月初美国宇航局宣布,有关专家从一块据信来自火星且有40 多亿年历史的陨石上发现某些特殊有机物,并认为这些有机物与火星细菌活动有关。于是,该局正式提出36 亿年前火星上曾存在像细菌之类的单细胞生命。

          事实果真如此吗?相当一部分专家表示怀疑。有人首先对这块陨石来自火星的说法, 表示不敢苟同。这块陨石于1984年在南极洲阿伦山被发现,编号为阿伦山84001。 它与其它11块在印度肖戈蒂、埃及纳卡纳和法国查赛尼等地发现的陨石,均因结构与火星岩石类似而被认为来自火星。尽管证据颇多,东京学家理学部教授武田弘还是认为,20%左右的专家会有不同意见。难怪美国全国科学院行星研究专家阿伦斯强调,不能肯定阿伦山84001 陨石来自火星,有必要从火星上直接取样。

           即使这块陨石确实来自火星,目前也没有可靠的证据来证明陨石上的有机物质是火星细菌的杰作。除地球之外,茫茫宇宙间存在着有机物质。譬如, 星际分子是宇宙间天然形成的化合物,目前已发现有几十种,其中绝大多数是有机分子。早在80年代初,加拿大射电天文学家就发现,狮子座CW星周围尘埃气体中存在相当复杂的有机分子──氰基癸五炔。因此, 美国阿肯色大学的宇宙化学专家贝努瓦表示,火星曾有单细胞生命的观点不过是推断而已, 远没有成为定论。

           不管是推论还是定论,都再次激起了人们寻找外星人或外星生命的兴趣。美国宇航局官员则希望人们明白,没有证据表明火星上有高等生命。寻找外星人的好事者被泼了一头冷水,然而探索生命之源的专家兴趣不减。如果36亿年前火星曾有单细胞生命,人们离揭开生命之源的目标就近了一步。

           36亿年前地球上已充满单细胞生命,但无生命物质如何形成单细胞生命至今仍是个谜。美国科学家米勒曾于1952年在实验室导演了一幕生命起源的“历史剧”,似乎证实了原始大气可以在电闪雷击作用下合成有机物,进而产生蛋白质乃至生命。然而,以后的研究发现,米勒的“历史剧”与实际情况相距甚远。 有些专家将目光转向著名

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    瑞典化学家阿瑞尼乌斯的假说,希望从中得到灵感。1908年阿瑞尼乌斯在《塑造中的世界》一书中假设, 一个带有厚厚保护壁的孢子从太空进入大气层,落到海洋中开始繁衍,最终创造出所有生命。 他的假说一度认为是天方夜谭,如今通过计算机模拟证实完全有可能。火星曾有单细胞生命的观点给这一假说提供了佐证,足以使专家深入研究。

           生命之源来自地球?来自火星?抑或其它星球?目前人们不得而知。美国宇航局的发现是一条有价值的线索,等待着专家顺藤摸瓜找到真相。

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