探访我们的邻居——火星篇

2015-12-15作者:马库斯.乔恩[英]编辑:翁小鲁

幻想中的火星

人们曾一度认为火星上存在着行将灭亡的外星文 明。这一想法源自于乔凡尼■斯基亚帕雷利。1877年, 火星距地球较近,他在米兰对火星进行了观测。这位 意大利天文学家认为,他通过望远镜观测到了火星地 表水道纵横交错。问题就在于,意大利语的“水道” (canali ) _词与英语的“运河”(canals ) _词非常相似, 因此遭到了误译。

帕西瓦尔■罗威尔以斯基亚帕雷利的研究成果为 基础,在亚利桑那州弗拉格斯塔夫的私人天文台对火 星进行了观测。他绘制出了火星表面错综复杂的运河 构造,并称这些线条这么笔直,不可能是天然形成的。 罗威尔编造出了一个引人注目的故事:火星遭遇灾难 性气候变化,水分消失殆尽,一个伟大而又高贵的文 明面临着灭亡。在绝望之中,火星文明停止了一切工程项目,开始着手挖掘长达几干米的运河体系,从而 将极地冰盖融化的水分输送至干涸的赤道区域。

斯基亚帕雷利和罗威尔根据望远镜中观测到的景 象,把已知的火星特征拼凑在一起,描绘出了心中的 火星世界。但这不过是想象的产物,稍后也可以从空 间探测器拍摄到的照片中看出这一点。这些笔直的线 条无疑是智慧生物的手笔,但问题是,究竟是望远镜 镜头哪端的智慧生物?

火星自古以来就令人类浮想联翩。在古罗马,红 色让人联想到战场上挥洒的鲜血,因此人们以战神之 名(Mars)命名火星。而罗威尔对于火星富有浪漫色 彩的描述,更是让其成了作家笔下的常客。赫伯特■乔 治■威尔斯、阿瑟■克拉克以及金■斯坦利■罗宾逊 都曾写过火星题材的作品。


真实的火星

1969年,NASA首次派出火星探测 器——“水手6号”和“水手7号”环绕火星 飞行,但传回的照片却令人大失所望。尽 管只有几张黑白图片,但却足以让人看清 火星上的真实情况——到处都是陨石坑, —派荒凉之景。因此,1971年11月14日, 当“水手9号”成为第一个环绕除地球外行 星的探测器时,人们并没怎么指望能找到 什么有趣的发现。

不幸的是,探测器到达火星上空时, 一场超强尘暴正席卷整颗火星。受风力作 用的影响,加之持续不断的陨石撞击,火 星地表布满了粉末般的尘粒。当火星运行 至与太阳较近的位置时,受热空气的上升 气流影响,地表尘粒很容易就被携带至髙 空的稀薄大气中。一旦进入髙空中,由于 火星地表引力微弱,尘粒落回地表的速度 可谓十分缓慢。有时就会像1971年11月那 样,整颗火星都被尘粒所覆盖。

然而塞翁失马,焉知非福。随着尘粒 的逐渐落定,首先展露在眼前的是火星地 表最髙的山峰,然后是其次髙的,依次类推, 为我们提供了一幅重要的三维信息图。首 先映入眼帘的是四座巨型火山的顶端,其 中奥林匹斯山的髙度约为珠穆朗玛峰的三 倍。其次看到的是火星地表一条巨大的断 裂带——水手谷,这是一条在火星三分之 一地表之上蜿蜒前行的峡谷,支流比科罗 拉多大峡谷还要大。此外再加上沙丘和蜿 蜒的河道,一夜之间,火星的样貌便展现 在了人类面前。

“水手6号”和“水手7号”均环绕火星 的南半球运行,结果发现南半球与月球相似。 而北半球的情况则与南半球大不相同,这 里地貌的形成与火山作用,甚至很可能与 流水有关。

火星上的水



火星上有水存在过的痕迹——河谷、洪水泛 滥的平原,甚至是远古时期的海洋。但问题是, 火星上究竟什么时候存在过水?现在这些水又跑到哪去了?

现在的火星与远古时期的火星样貌大不相同。 在形成之初的10亿年左右时间里,受火山运动影响, 火星大气层要比现在厚得多。但现在情况却并非如 此了,这是为什么呢?可能是由于火星引力过小, 大气散失到宇宙中去了,也可能是由于猛烈的陨石 撞击将它吹散了。还有一种可能,那就是由于火星 比地球小,所以内部热量的散失要更快一些,从而 导致铁质内核凝固,提供磁场的电流循环效应也因 此停止。失去了磁场这层保护伞,肆虐的太阳风便 无情地吹散了火星的大气。

由于大气的缺失,火星上的液态水很快被蒸发 殆尽。不过,液态水也有可能渗入了多孔的岩石中, 这些岩石位于火星巨大的陨石坑内,受撞击被打碎 形成。这可能导致形成至少1干米厚的冰层。赤道 附近,陨石坑溅射而出的寒冰泥浆表明,冰层可能 位于地下400米处。而在其他地方,冰层可能仅位 于地下100米深处。我们确切知道,目前火星极地 地表仍有冰的存在。

火星上水的情况可谓非常复杂。由于缺少大型 卫星的修正作用,火星的自转轴倾角会倾斜得非 常厉害。有时整个半球都几乎对准了太阳。

探索火星


迄今为止,发往火星的太空探测器已有50 个左右,但失败率很高。“水手9号”是为数 不多的一次成功范例,任务始于1971年,终 于1972年,绕火星轨道运行。任务首次成功 获取了完整的火星地表图,图中可见远古的河 道、大型火山,以及沙丘不断移动位置的区域。 1976年,海盗计划的两个着陆器在火星着陆, 这又是一件具有里程碑意义的事件。尽管当时 展开的生物实验证实火星上并不存在生命,但 这次任务并没有打消人们的积极性。

1996年,公众对火星生命的兴趣再度高涨。 当时有科学家声称,发现于南极洲艾伦山的 AH84001号陨石原本来自于火星,且含有火星 细菌的微生物化石。这份声明虽然仍存有争议, 但却为人类探索火星拉开了序幕。

2003年,“火星快车号”发现,火星的地 质时期可明确划分为三个:(1 )早期的诺亚纪, 距今约30亿年前,当时火星的大气层不像现 在这么稀薄,并且存在大量的水;(2)过渡期 的赫斯伯利亚纪;以及(3)距今最近、持续时 间最长的时期,即亚马逊纪,气候更为干燥、 严峻,铁矿的锈红色为火星披上了一层独特的 色彩。最近的重要发现来自于2007年的“凤凰 号”火星探测器(它在刨开土层后发现了白色 永冻土层),以及自2004年以来的“勇气号”和 “机遇号”火星车(它们找到了沉积岩层,这些 岩层肯定是在远古时期的液态水中沉积形成的)。

火星吸引着着我们,因为它与地球的相

似点是如此之多。虽然火星上的曰照强度只 有地球的一半,但与地球一样,它同样是每 24小时日出一次。火星的自转轴倾角与地球 相似,因此季节划分也与地球相似。火星甚 至和地球一样,也具有大气层,只不过主要 成分是二氧化碳,且厚度只有地球大气层的 百分之一而已。

火星上的生命


1976年,有人宣称在火星上发 现了生命——至少他们是这么认为 的。这项声明饱受争议。之所以会 出现这种说法,主要源自于NASA 的“海盗1号”和“海盗2号”探测器 在火星地表展开的生物检测实验。

这个实验的思路很简单。取一 点火星上干燥的土壤,加水、加温, 再加点营养素。若土壤中存在任何 处于休眠期的微生物,它们在这种 情况下也会重新开始新陈代谢,并 生成二氧化碳这种副产品。所以当 检测到二氧化碳含量增多之际,想 象一下大家有多兴奋吧丨但这个增 量远远超过了预期,且很快就停止了。 如果真的存在微生物的话,这一反 应应该能够稳定地持续下去。

但吉尔伯特■列文,一位前环 境工程师,也是该项实验的设计师, 依然相信他们发现了火星生命。而 大多科学家则认为,这项实验发现 的只不过是火星土壤中一种特殊的 化学物质罢了。可能其中含有高活性的过氧化物,营养素一与之接触, 便迅速被氧化,并释放出气体。

然而火星上依然有可能存在生 命。地球上存在“极端微生物”,它 们或生存于完全没有光线照到的海 底火山口附近,或生存于南极荒地, 或生存于地下数干米深处的固体岩 石中。还有一种叫做“耐辐射球菌” 的菌种,甚至能够完好地存活于核 反应堆的中心区域。谁又能言之凿 凿地断言火星上不可能存在生命呢?

由于质量较小,火星自诞生之 初的熔融状态冷却下来所经历的时 间要比地球短。如果火星上真的存 在生命,那么生命的起源一定比地 球上要早。火星上发生撞击,石块 被抛入太空中,落到地球后就成了 陨石,目前我们已经在地球上发现 了十几块这样的陨石。会不会是这 样的呢? 38亿年前,来自火星的陨 石携带着原始的微生物,为地球播 下了生命的种子。好奇火星人长什 么样?照照镜子吧。


内容来源:书问

作者[英]马库斯·乔恩 著;张乐 译
出版人民邮电出版社
定价79元
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