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火星生命搜寻的里程碑?中国科学家的发现:或将改变火星生命史!

2022-05-13  星辰大海种花家

2022年5月12日,中国航天科技集团官方微博发布了一条新闻:

“祝融号”火星车在火星乌托邦平原着陆区通过短波红外光谱和导航与地形相机数据,发现类似沉积岩的板状硬壳层,富含含水硫酸盐等矿物。中国科学院国家空间科学中心空间天气学国家重点实验室刘洋研究团队推断认为,这可能是着陆区近期有水活动迹象。

“祝融号”火星车的发现表明,着陆区可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水,可供未来载人火星探测的原位资源利用。这一发现对理解火星的气候环境演化历史具有重要意义,这项研究成果于今年5月11日发表在国际权威学术期刊《科学进展》上

火星上有水,这还是新闻吗?

火星这颗太阳系内与地区最为相似的行星,让科学家经历过满怀期待到倍感失落,最后又重燃希望的超级反转剧,因为火星这颗行星相当不简单!

“火星文明”梦的破灭

1877年火星大冲期间,意大利天文学家乔凡尼·斯基亚帕雷利第一次画出了火星上运河的分布,不过他最初对这些火星上出现的若隐若现的线条命名是“渠道”,但在翻译时被译成了运河,所以火星运河的说法一直延续到了现在。

这个理论得到了很多科学家的认同,因为很多科学家似乎都看到了火星上的这种线条,他们认为,这是火星两极白色的冰层随着季节变化缩小扩大,而融化的雪水被这些运河带到低纬度农业种植区灌溉。

1892年的火星冲日期间,威廉·亨利·皮克林观察到许多黑色小圆点出现在运河的每个交叉点或起点处,天文学家认为这是火星的海洋或湖泊,帕西瓦尔·洛厄尔为此还专门制造天文台观测寻找火星文明。

尽管在1909年火星冲日时,欧仁·米歇尔·安东尼亚第使用巴黎天文台83厘米的天文望远镜拍摄了火星前所未有的分辨率照片,证明此前的运河只是肉眼错觉,但火星运河早已深入人心,即使有照片为证也没人相信。

火星运河之谜一直到1965年美国水手4号探测器成功掠过火星后才被揭开,尽管没有打算进入环绕轨道,但传回的照片表明,火星上充满了陨石坑、一片死寂以外什么都没有的景象深深的震撼了科学家。

水手4号拍摄最佳的照片,显示出火星陨石坑。

火星的各种参数也逐渐被了解,这颗差不多有地球一半大小的行星,大气压只有地球的1%都不到,而且大部分都是二氧化碳,表面温度在夏天中午的赤道能达到20℃,但夜间最低可达-100℃,这是一个无比干燥和荒凉的世界,显然这不是生命能存在的地方,因此科学家对这颗充满了希望的天体无比失望。

火星有水:重燃希望

此后科学家的目光曾一度转向金星,从1960年代向金星发射了18个探测器表明了一切,但结果却发现金星的环境之恶劣超出了想象,尽管金星和地球差不多大,但它的表面大气压高达地球的90多倍,温度高达460℃左右,显然不可能存在生命。

此后美苏两国的科学家又开始回过头来研究火星,1971年5月28日,苏联的火星3号探测器成功软着陆于火星,只是很可惜只工作了14秒,甚至都来不及传回一张照片。

火星3号可能登陆地点。左侧影像摄于2007年11月,右侧影像摄于2013年3月10日

1971年5月30日发射,并于同一年11月14日抵达火星的水手9号是自火星探测以来最大发现的探测器,它在轨工作了349天,传回了7329张照片,覆盖了80%以上的火星地表。

火星卡塞谷

照片显示火星上存在大量河床陨石坑奥林帕斯山、超过4000公里长的水手谷、风与水的侵蚀作用及沉淀、锋面、等多种地形和火星天气,看着这些地形,科学家们目瞪口呆,火星上存在过水逐渐成了科学界的共识。

1975年9月9日发射的海盗2号着陆器成功着陆于乌托邦平原,划时代的发现是着陆器对火星土壤采样似乎像是海水蒸发后的残留物,而且火星生命探测也似乎存在某种生命存在的痕迹。

1980年到到1990年代,关于火星的探测乏善可陈,失败率很高,让火星再次热闹起来的还是2000年以后,NASA向火星发射了多个探测器,其中最著名的一定是凤凰号、勇气号和机遇号。

2008年5月25日成功在火星北极软着陆的凤凰号发现了火星土壤中的水冰,2012年9月27日,好奇号火星车盖尔撞击坑发现了一条古河床的直接证据,对现存干涸河床分析表明,当时这条河的流速为3.3千米/小时(0.92米/秒),水深或能达到大腿根部。

而火星另一个著名的古湖则是埃里达尼亚湖,面积约110万平方公里,其最大深度为2400米,水量高达562000立方千米,储水量曾是北美五大湖的9倍多。

埃里达尼亚湖不同地区估测水深的地图

火星有水:火星生命呢?

火星有水已经是共识,只是在火星表面无法存在液态水,两极除了二氧化碳干冰外,也存在大量的水冰,所以火星有水一直都不是新闻。

科罗廖夫撞击坑中估计含有2200立方千米的水

科学家认为大约在38亿年前,火星可能拥有更稠密的大气层和更高的表面温度,允许地表存在大量的液态水,其形成的海洋可能覆盖了火星三分之一表面。

但在10亿年不到的时间里,这些海洋就已经彻底消失,尽管科学家推测可能有盐卤水的状态存在与火星地下,而且已经有证据表明可能在火星南极附近地下存在这样的咸水湖,但从地球生命发展的时间来看,10亿年完全不足以让火星形成高级生命。

也许这也是那么多探测器在火星上发现了水、甚至是有机分子却没有发现任何生命微体化石的原因,而毅力号到达火星耶泽洛撞击坑探测的最重大的目标,就是去找这个古老的冲积平原上可能留下沉积层中的生命化石。

毅力号登陆的耶泽洛陨石坑

中国科学家的发现:或将改变火星生命史!

显然生命的产生需要时间,因此火星上液态水存在的历史对于生命尤其重要!中国科学家发表在《科学进展》上的论文称,火星上水的存在远比想象的更晚:

根据中国天问一号的火星巡视车祝融号上携带的三种不同仪器的数据:激光诱导击穿光谱仪(MarSCoDe)、望远镜显微成像仪和短波红外光谱仪的数据表明,在乌托邦平原的着陆点附近,7亿年前时仍然存在大量的液态水。

而此前的研究表明这里在7亿年前早已进入了极度干燥的时代,加州理工学院行星科学家Eva Scheller表示:“我们几乎没有记录到火星上'年轻’液态水系统的证据”。

祝融号是对火星南纬25.066°、东经109.925°的乌托邦平原南部着陆区的板结的硬壳区地形研究后得出的结论,早期海盗2号着陆器已经对乌托邦平原的硬壳薄而脆的现象是大气中的水蒸气扩散通过盐胶结形成的结论。

但祝融号发现的硬壳区比之前发现的要更耐侵蚀,这表明形成这种区域的是水而不是水蒸气,而且至少存在了数万年。

对比地球上生命诞生的过程,各位可以想象一下一直到7亿年前火星仍然有液态水的世界:

  • 1、28~25亿年前出现光合作用的蓝菌;

  • 2、18.5亿年前出现复杂细胞的真核生物,比如古细菌;

  • 3、12亿年前出现有性生殖的生命;

  • 4、6.65亿年前,开始出现多细胞生物;

  • 5、5.4亿年前,寒武纪生命大爆发

  • ........

假如火星和地球大致同步的话,液态水存在到7亿年前,火星的环境已经足够出现多细胞生命,当时的火星海洋中应该到处都充满了生命,这似乎让大家在火星南极附近的地下的咸水湖中找到生命的可能性大增了。

不过中国的科学研究团队认为,火山喷发或者小行星撞击,也有可能导致水冰融化以及地下的冰层融化,但水能存在数万年似乎也表明火星7亿年前的条件比目前要好得多。

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