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火星上发现第一个液态水湖,科学家说这会改变对生命的认知

Kenneth Chang and Dennis Overbye2018-07-26 15:00:33

“我们对火星的探索越深入,它就越有趣、越复杂。”

本文只能在《好奇心日报》发布,即使我们允许了也不许转载*

科学家第一次在火星冰盖下发现了一片巨大液态水湖。鉴于水是生命之源,该发现为搜寻地外生命提供了全新的研究对象。

本周三,参与欧洲航天局(European Space Agency)“火星快车号”(Mars Express)探测任务的意大利科学家宣布,经雷达监测显示,在火星南极附近发现了一片 12 英里(约合 19.3 公里)宽的地下液态湖泊,而不仅仅是过去观测到的“水渍”

负责此次研究的意大利航天局(Italian Space Agency)前首席科学家恩里科·弗拉米尼(Enrico Flamini)在新闻发布会上表示:“那里有水。”

他还说:“这是液态的盐水,与岩石有接触。所有迹象都表明那里可能存在生命,或者说火星上曾经有生命的话,它们可以继续在那里存活。”

液态水湖与地球上格陵兰、南极洲发现的地下湖泊相似。在地球上,类似黑暗、寒冷的水域中仍有微生物存在。火星上的冰盖还能保护这座湖泊不受地表辐射伤害。

康奈尔大学天体物理学和行星科学中心(Center for Astrophysics and Planetary Science)主任乔纳森·卢宁(Jonathan Lunine)认为,这一发现让火星从太阳系里的一颗荒芜星球变成了另一个“海洋世界”。

卢宁博士表示:“我们对火星的探索越深入,它就越有趣、越复杂。”

多年来,“跟着水走”一直是美国国家航空航天局(NASA)乃至全人类寻找外星生命的基本原则。没有水,就没有我们所知道的生命。近年来,NASA 还考虑过派遣机器人探测木星和土星的卫星,比如木卫二、土卫二等已知在薄冰层下存在液态盐水海洋的星球。富有想象力的天体生物学家或许会猜想那儿生活着微生物或更复杂的生命体。

自从人类得以通过望远镜遥望太空,“火星上可能存在生命”就一直是最受欢迎的理论。火星是地球的近邻,天文学家珀西瓦尔·洛厄尔(Percival Lowell)一度幻想自己能看到这颗橘色星球上的运河,甚至还有火星表面星罗棋布的城市。而在今年 7 月最后一天的夜晚,东面红灯笼般的火星就将运行到 15 年来距离地球最近的位置,与我们相隔仅 35784871 英里。

不过,航天器传回了第一张火星照片后,早先那些科学幻想全都破灭了。照片上的火星地表干燥、坑坑洼洼,看上去毫无生气。在此后对火星的探测过程中,我们了解得越多,就愈发相信火星上曾经有水,或许能维系生命的存在。火星表面有各种古老的峡谷、海滩、海盆、巨型火山痕迹,或许是火山喷发破坏了火星的地表环境。至于这些水的去向以及它们流失的方式(火星大部分大气层都随着水的消失而不见了),则是我们这个时代的一大环境之谜,也给我们带来了不详的预感。

假如火星过去宜居的环境中确实孕育出了生命,它们可能会随着地表冷却干燥而转移到了地下。

如果说火星上曾经充满了液体,那它是否也曾充满了生命?假如宇航员能踏上火星地表,他们脚下嘎吱作响的除了红色砂砾,是否也有微生物化石呢?

不过,弗拉米尼博士认为,目前的研究结果“并不能说明什么。火星上的情况我们只能猜测,看它是否适宜(生命体存活)。”

图为火星南极平原,彩色部分是“火星快车号”发现的液态水湖所在地。这个约 19.3 公里宽的湖泊据信约有 1.6 公里深。图片版权:Davide Coero Borga/ European Space Agency/ National Institute Of Astrophysics via The New York Times

罗伯托·奥罗塞伊(Roberto Orosei)参与了“火星快车号”雷达设备的研发,也是本周三《科学》(Science)杂志刊文的主要作者。他表示,科学家无法测量湖泊的深度,但要让雷达脉冲信号反射,水深至少在 1 码左右(约合 0.9 米)。

据他粗略计算,液态水湖内含有几百万立方米的水。

“火星地下及电离层高级探测雷达”(Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding,简称 Marsis)设备由意大利科学家为“火星快车号”探索任务研发制造,并于 2003 年进入火星轨道。为了不损坏航天器的其它部件,研发团队花了 2 年时间才设计完成了 130 英尺(约合 39.6 米)长的雷达天线。

仪器一旦开始运作,就可以传送模糊不清、质量时好时坏的火星南极数据。不过,科学家找到了将原始数据发回地球的办法。结果显示,航天器多次飞越南极上空时,发现在一片三角区域内存在明亮的反光。其表面覆盖的冰层会产生巨大压力,从而使冰层温度升高。据计算机模拟显示,该区域温度大约在零下 90 华氏度(约合零下 67.8 摄氏度),远低于水的冰点。这表明,湖泊中含有大量盐分,所以能使冰层融化。

该区域相当于一个盆地,进一步表明液态水可能会流入此地。

奥罗塞伊博士解释说:“水会集中在地势较低的地方。”

奥罗塞伊博士还表示,科学家也考虑了干冰等物质会产生明亮反光的可能,但都和雷达观测结果不符。相反,各种数据确实与格陵兰岛和南极洲冰下湖泊的测量结果相一致。

“所以我们的结论是,明亮反射唯一的解释就是有液态水存在。”

但对一些科学家来说,明亮的雷达反射信号还不足以证明它就是液态水。

加利福尼亚州帕萨迪纳市 NASA 喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)火星项目办公室首席科学家理查德·楚雷克(Richard Zurek)认为,冰盖结构复杂,会对雷达信号产生意外干扰。他表示:“很多因素都会对雷达信号产生干扰。这些是我们设想的液态水会产生的信号,但它是唯一的可能吗?要证明唯一性是最困难的。”楚雷克博士并未参与此次研究。

卢宁博士认为,哪怕的确是液态水,水中盐的浓度也对生命体极为不利,至少不适宜我们所知道的地球生物存活。他说:“这可能超过了已知任何地球生物能适应的含盐浓度。”

但他也表示:“发现了稳定的液态水很有趣,非常值得研究。”

蒙大拿州立大学(Montana State University)生态学教授约翰·普里什库(John Priscu)一直在研究南极生物学。地球的南极就像火星那样,表面一片贫瘠,但地底深处却可能更适合生命体存活。几年前,他和他的团队钻探一片地下湖时曾经发现过微生物。

“几百万年来它们都不见天日,”他介绍说,“它们依靠石头来补充能量。”

普里什库打赌说,要是在火星南极往下钻一英里的话,新发现的液态水湖里一定也会有生命。他表示:“我研究冰下生命已经有 35 年了,不断在各种不可思议的地方发现了生命。我们对生命的认知正在发生改变。”


翻译:熊猫译社 智竑

© 2018 THE NEW YORK TIMES

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