近一段時(shí)間，關(guān)于“好奇號(hào)”火星探測(cè)車可能發(fā)現(xiàn)火星生命的各種報(bào)道不絕于耳。而“好奇號(hào)”在火星上到底發(fā)現(xiàn)了什么？這些發(fā)現(xiàn)究竟有什么意義？許多讀者其實(shí)不甚了了。

事實(shí)上，“好奇號(hào)”登陸火星兩年多來，確實(shí)取得了一系列重大的發(fā)現(xiàn)，而這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于我們認(rèn)識(shí)火星，推測(cè)火星是否可能存在生命，有十分重要的意義。

美國(guó)國(guó)家航空航天局（nasa）新一代火星探測(cè)器——“好奇號(hào)”火星科學(xué)實(shí)驗(yàn)室于當(dāng)?shù)貢r(shí)間2011年11月26日發(fā)射升空，次年8月6日成功著陸在火星表面古老的蓋爾撞擊坑，開啟了至今將近兩年半的火星科學(xué)探測(cè)之旅。

“好奇號(hào)”總投資高達(dá)25億美元，是nasa迄今最昂貴的火星探測(cè)項(xiàng)目?！昂闷嫣?hào)”因其強(qiáng)大而齊全的載荷裝備被賦予了火星“超級(jí)實(shí)驗(yàn)室”的美譽(yù)。人們希望“好奇號(hào)”能在計(jì)劃壽命兩年的科學(xué)探測(cè)之旅中，深入解答人們對(duì)“火星是否有過生命”，“在遠(yuǎn)古時(shí)代火星是否有適合生存的環(huán)境”等一系統(tǒng)問題的疑問。

水是生命之源與生存之本。如果探測(cè)到火星有水存在的證據(jù)，則可以加強(qiáng)火星生命探尋的科學(xué)依據(jù)。尋找水并探尋火星上可能存在的生命痕跡，正是“好奇號(hào)”最核心的科學(xué)使命。

成功登陸火星后，“好奇號(hào)”圍繞這兩個(gè)核心科學(xué)使命循序漸進(jìn)地展開其科學(xué)探測(cè)工作。據(jù)統(tǒng)計(jì)，近兩年科研人員根據(jù)“好奇號(hào)”獲取的科學(xué)成果已在美國(guó)《科學(xué)》雜志上發(fā)表了數(shù)十篇文章，尋找水和甲烷是其最主要的科學(xué)成果。

那么，“好奇號(hào)”兩年多來在火星上到底都發(fā)現(xiàn)了什么？

發(fā)現(xiàn)火星湖泊遺跡

根據(jù)nasa2013年12月9日公布的“好奇號(hào)”探測(cè)器拍攝到的火星蓋爾環(huán)形山圖像數(shù)據(jù)，科學(xué)家分析表明：“好奇號(hào)”雖然沒有找到水的直接證據(jù)，但在探測(cè)區(qū)附近繼續(xù)進(jìn)行勘探，極有可能發(fā)現(xiàn)存在水的直接證據(jù)。

2013年12月9日《科學(xué)》雜志上曾發(fā)表《火星蓋爾隕石坑黃刀灣內(nèi)存在適合生存的河湖環(huán)境》一文。研究者認(rèn)為，蓋爾隕石坑曾經(jīng)存在一個(gè)非常適宜火星生物圈存活的湖泊。分析顯示，這處火星湖存在于36億年前，續(xù)存時(shí)間長(zhǎng)達(dá)數(shù)萬年甚至更久。當(dāng)時(shí)，地球上的原始生命形式剛剛踏上它們的進(jìn)化歷程?；鹦堑倪@處湖泊具有多個(gè)適合生命存活的特點(diǎn)，如其水體平靜，水質(zhì)既不過于偏酸、也不偏咸，且擁有豐富的、維持生物生存所需的化學(xué)成分等。

雖然“好奇號(hào)”發(fā)布了如此宜居的地質(zhì)條件，但科學(xué)家依然沒有掌握火星存在遠(yuǎn)古生命的直接證據(jù)。

火星土壤含有豐富水分

2013年9月26日，美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院和美國(guó)nasa等機(jī)構(gòu)的研究人員在《科學(xué)》雜志上報(bào)告稱，他們利用“好奇號(hào)”攜帶的樣本分析儀，將其登陸火星后獲得的第一鏟細(xì)粒土壤加熱到835℃的高溫，結(jié)果分解出水、二氧化碳以及含硫化合物等物質(zhì)，其中水的重量約占2%。

倫斯勒理工學(xué)院的勞里·萊欣認(rèn)為：“現(xiàn)在知道火星上應(yīng)該有豐富的、可輕易獲得的水”，這是“最令人激動(dòng)的結(jié)果之一”。今后如果有人登上火星，只需在火星表面鏟起土壤，然后經(jīng)過加熱，就可獲得水。

“好奇號(hào)”還發(fā)現(xiàn)，火星土壤重氫碳比率與大氣的測(cè)量結(jié)果相似，這說明火星表面土壤與大氣存在“廣泛的交互作用”，火星土壤可能像海綿一樣從火星大氣中獲得水分與二氧化碳。

研究人員通過分析二氧化碳和水中的氫、碳和氧的比例發(fā)現(xiàn)，火星其實(shí)也曾溫暖濕潤(rùn)，也曾有厚厚的大氣層。然而，約40億年前，火星上或許發(fā)生過大變動(dòng)，導(dǎo)致環(huán)境劇變，這可能是由于火山噴發(fā)，也可能是猛烈的太陽風(fēng)帶走大部分大氣等因素。不過，自那時(shí)以來，火星大氣基本穩(wěn)定，至今變化不大。

鵝卵石證實(shí)遠(yuǎn)古火星存在河流

“好奇號(hào)”在火星的蓋爾隕石坑中發(fā)現(xiàn)了光滑的小塊鵝卵石，其形狀和大小顯示它們應(yīng)該是被水流長(zhǎng)期沖刷、磨蝕而成，這是迄今有關(guān)遠(yuǎn)古火星存在河流的最確切證據(jù)。

“好奇號(hào)”登陸火星后，地面科學(xué)家指揮它到距登陸地點(diǎn)約400米的“格萊內(nèi)爾格”區(qū)域探測(cè)，發(fā)現(xiàn)這一位于蓋爾隕石坑的區(qū)域有許多光滑的小塊鵝卵石，與地球河床沉積物中的鵝卵石極為相似，這些鵝卵石可能是被水流沖刷、磨蝕而變光滑的。據(jù)此，研究人員還估計(jì)了蓋爾隕石坑附近河流的深度和流速：要沖刷形成現(xiàn)如今這樣尺寸的光滑鵝卵石，河流深度應(yīng)介于0.03至0.9米，流速則介于每秒0.2至0.75米。

研究人員表示，這一成果支持了此前所作假設(shè)，即很久以前火星上的環(huán)境比現(xiàn)在溫暖、潮濕，可能適合原始微生物的生存。

存在過大型湖泊的新證據(jù)

2014年8月8日，nasa公布了幾幅“好奇號(hào)”發(fā)回的照片。在其中一幅照片上，可以清晰看到夏普山底部呈現(xiàn)出均勻分層的巖石。研究人員認(rèn)為，這屬于湖底沉積物形成巖石的典型樣貌，該地應(yīng)當(dāng)距離流水注入湖泊之處不遠(yuǎn)。

其他照片也從不同角度證明，蓋爾隕石坑從前可能是個(gè)湖泊，但曾多次蒸發(fā)干涸，夏普山或許就是由來自隕石坑邊緣高地的流水沉積物或風(fēng)化沉積物層層累積而成，沉積物積累到一定高度后受到風(fēng)力侵蝕，最終塑造了夏普山如今的外貌。當(dāng)蓋爾隕石坑成為“蓋爾湖”時(shí)，夏普山可能“變身”為湖中的“夏普島”。

nasa火星探測(cè)項(xiàng)目首席科學(xué)家邁克爾·邁耶表示，這座湖泊非常大，也許存在了數(shù)百至上千萬年，不僅為沉積物逐漸形成夏普山提供了充足時(shí)間，也為生物產(chǎn)生和繁衍提供了充足時(shí)間。

同年12月8日nasa宣布，這座位于火星隕石坑里的山丘或許由一座大型湖泊的沉積物長(zhǎng)期堆積、風(fēng)化而成，這一發(fā)現(xiàn)成為火星地質(zhì)歷史上曾存在流動(dòng)水的又一有力證據(jù)。

發(fā)現(xiàn)甲烷——生命的跡象？

適于生命存在和繁衍的環(huán)境還需要支持生命新陳代謝的有機(jī)碳和能量來源，因此“好奇號(hào)”探測(cè)戰(zhàn)略主要是從尋找水到尋找生命遺跡的轉(zhuǎn)變。甲烷是最簡(jiǎn)單的碳?xì)浠衔?，由于地球?0%至95%甲烷都是生物成因，火星大氣中的微量甲烷，特別是目前仍然存在甲烷生成的過程，引起了火星生命的猜測(cè)。

nasa在當(dāng)?shù)貢r(shí)間2014年12月16日宣布，“好奇號(hào)”樣本分析儀在20個(gè)月的時(shí)間里測(cè)量了火星大氣12次，檢測(cè)到火星大氣中含有極微量的甲烷，甲烷的濃度為7ppb（10億分之7），并且首次確認(rèn)在巖石中發(fā)現(xiàn)有機(jī)物，不過，科學(xué)家表示，這些有機(jī)碳還未能確定身份，這一研究成果已發(fā)表在12月16日《科學(xué)》雜志的《科學(xué)快訊》上。

甲烷是一種不穩(wěn)定的氣體，通常僅能在大氣中保存300至400年。大氣中的微量甲烷暗示了火星上目前仍有活躍的甲烷生成過程。目前還不能揭示大氣中的微量甲烷是生物成因還是非生物成因，如果被證實(shí)是微生物活動(dòng)所產(chǎn)生的甲烷，那將是爆炸性的新聞——火星發(fā)現(xiàn)了生命！

答案或許會(huì)在人類未來的火星探測(cè)任務(wù)中揭曉。nasa即將在2020年發(fā)射的新一代探測(cè)器“火星2020”，有可能繼續(xù)解開火星甲烷排放的謎底。（王琴 張巧玲）