火星环境与地球极为相似,是不是也孕育出了生命体?许多科学家认为远古时代的火星曾有生命。科学家们在火星表面没有发现远古的遗迹,但今...
火星环境与地球极为相似,是不是也孕育出了生命体?
许多科学家认为远古时代的火星曾有生命。科学家们在火星表面没有发现远古的遗迹,但今天在火星表面的一些情况下也能看到水的痕迹。此外,科学家们通过一些探测器在火星的不同地区发现了水冰和液态水,据推测,火星远古时期存在液态水的海洋。不仅是有液态水的海洋,天文学家还认为火星以前也有很强的大气层,其表面大气压力约相当于地球表面的30%,火星也有充分的照明条件,火星上有可能诞生生命。
今天火星没有磁场,但天文学家认为火星以前有磁场,只是因为某些原因,火星内部的熔岩活动倾向于停止,所以火星的磁场也倾向于消失,随着火星磁场的消失,火星表面的大气不再受到保护,火星大气层变薄,今天火星表面的大气压力只有地球表面的0.8%左右。火星大气的不断逃离使火星表面的水不断蒸发成为水蒸气,水蒸气在火星大气中不能长期存在。因为可以上升到火星大气的高空逃逸,特别是被高速太阳风电离粒子吹走,火星上的海洋不断蒸发,火星上的水分也不断消失,最终成为沙漠式行星。
如果火星和地球这么相似,火星上也诞生了生命吗?这个问题一直是科学界未解之谜。多年来,科学家们一直致力于研究火星的生命存在性问题,NASA计划派遣宇航员探索火星上生命的存在。南加州大学凯克医学院的生物学家约瑟夫米勒(JosephMille)指出,我们不需要用远征火星的方式来确认火星生命是否存在问题。也可以通过火星的迹象来判断火星生命的存在。
海盗回来的视频显示,科学家们发现火星表面有一个巨大的像脸一样的凿子,与埃及著名的狮身人面像非常相似。地质学家们说,对于这种像脸一样的定型物,自然风化现象不太可能形成。那么,这样移动的面部修剪究竟是从哪里来的呢?许多科学家推测是出自火星生物之手。科学家们在人的面部凿孔附近发现了一堆与金字塔非常相似的土堆。这个发现使科学家们的推测更加积极。如果火星上有生命,为什么这些生命消失了呢?火星为什么变得这么荒凉?科学家们通过资料和激烈的讨论,主要提出了以下两个非常有趣的推测。
为什么人们倾向于在火星上探索生命?
10月10日报道,在火星南极之下,一个大型地下湖的旁边,可能存在一个盐池网络,这意味着火星上可能存在会游泳的小型生命。
虽然目前的火星与地球的生存条件有很大的不同,但它却是太阳系所有行星中与地球最相似的。在寻找地球以外生命的过程中,火星被认为是一个很有可能存在某种生命形式的竞争者。虽然也说金星是地球的姊妹星,但现在看来金星厚重的大气、极端的温度,一个连铅都能融化的行星,在环境看来还不如火星更像地球。
尽管目前的火星很冷,地表的平均温度在赤道处为-63℃左右,在其他地方则低至-140℃,很多人会想这样的低温如何诞生生命呢?但火星并不是一直是这样的,曾经的火星和地球一样也存在大量的液态水,说明数十亿年前,火星有跟地球一样厚重的大气层,其温室气体可以保证火星的温度让液态水存在,而且也支持生命的演化。
但由于火星的质量要小得多,约为地球的14%,这就导致了火星内核的快速冷却,行星的液态内核被称为磁场发电机,一个失去磁场的内太阳系行星,其大气会被太阳风粒子在数十亿年的时间内缓慢的剥离,这就导致了火星温度降低,液态水流逝或部分被冻结着地表以下。甚至是曾经出现的复杂生命的灭亡。
但是某些类型的微生物可以在极端的条件下生存,虽然现在火星这样的温度不能让任何生命茁壮的成长,但如果它们有幸存活了下来,我们就应该能发现火星生命的证据。
人们倾向于在火星上探索生命这是因为火星是最除地球以外在太阳系最适合生命生长的地方,而且有证据表明火星上曾经存在过智能生命。加上人类现在的航空科技不发达不能探索其他的地方所以只能在太阳系探测了。人们倾向于在火星上探索生命这是因为火星是最除地球以外在太阳系最适合生命生长的地方,而且有证据表明火星上曾经存在过智能生命。加上人类现在的航空科技不发达不能探索其他的地方所以只能在太阳系探测了。人们倾向于在火星上探索生命这是因为火星是最除地球以外在太阳系最适合生命生长的地方,而且有证据表明火星上曾经存在过智能生命。加上人类现在的航空科技不发达不能探索其他的地方所以只能在太阳系探测了。人们倾向于在火星上探索生命这是因为火星是最除地球以外在太阳系最适合生命生长的地方,而且有证据表明火星上曾经存在过智能生命。加上人类现在的航空科技不发达不能探索其他的地方所以只能在太阳系探测了。人们倾向于在火星上探索生命这是因为火星是最除地球以外在太阳系最适合生命生长的地方,而且有证据表明火星上曾经存在过智能生命。加上人类现在的航空科技不发达不能探索其他的地方所以只能在太阳系探测了。
人类对火星的探索,早在60年代就开始进行了。1960年,前苏联向火星发射了“火星1A号”探测器,它是人类第1个火星探测器。经过多次失败之后,1965年,美国发射的水手4号太空飞船在距离火星9850公里的地方,拍到了21张火星照片,并从中发现了火星上的环形山。目前美国有5个探测器在火星运行:火星奥德赛号,火星侦察轨道器,火星大气与挥发演化探测器,机遇号,好奇号。
那么,为什么人们总是热衷于探索火星呢?
首先来看火星的位置及大小
火星是太阳系八大行星之一,是太阳系由内往外数的第4颗行星,属于类地行星。火星与地球之间最近的时候只有5400万公里,其直径约为地球的53%,体积为15%,质量为11%,表面重力为地球的2/5,公转一周约为地球公转时间的两倍。
我们再来看看火星的环境
火星地表沙丘,砾石遍布,没有稳定的液态水,以二氧化碳为主的大气既稀薄又寒冷,南方是古老充满陨石坑的高地,北方则是较年轻的平原。它是太阳系中和地球的地表最为相似的星球。由于火星表面没有水,所以火星的地表几乎全是陆地,总面积和地球的陆地面积差不多,但几乎都是类似于地球上沙漠,戈壁滩之类的地貌,看不出任何生机。火星两极皆有主要以水和冰组成的极冠,而且上面覆盖的干冰会随季节的更替而变化。
火星上有少量的水
有证据表明,火星曾经是一个温暖潮湿的星球。前不久美国宇航局公布了火星上有少量的水,科学家们认为水是一切生命的根本,有了水就有可能存在生命,于是热衷寻找火星生物的人们又热情高涨起来。
火星大气层中发现了甲烷
美国宇航局科学家们在火星大气层中发现了甲烷,正是这最简单的只有5个原子组成的有机物,成为了整个地球可以出现生命的基础。当碳 氧 磷 氮等物质在甲烷的基础上聚合,最终形成越来越多复杂的有机物,而这些有机物的结合形成了地球上的第1个细胞,这表明这颗行星仍然具有活力。甲烷也是生命存在的另一个关键要素,产生甲烷的微生物是地球上最早期的生命形态。因此,如果火星上也是如此,那它们就可能存在于火星地表之下。
总之,人类要跨出地球前往其他星球,赖以生存的水是必不可少的。而科学家们研究推测认为,火星上存在有影响生命存在的重要因素,因此,一直热衷于对火星 及外星生命的探索。
火星的环境与地球相似,为什么地球上的水能保留下来并孕育出生命,而火星却不能?
我们看看地球上的赤道和极地地区,能说这两个地方环境相似么?火星上的差距远远比地球上的差距大。
火星不能孕育生命关键还是在于它的质量太小。为什么这么说,主要有以下两点原因。
1.火星逃逸速度比较小,不足以长期的将水蒸气留在大气中,只要火星中的水以水蒸气的形式存在,就会慢慢的挥发到宇宙空间中。这就是现在为什么曾经发现过火星上有水但是现在却找不到水的根本原因。
2.火星不足以足够抵御太阳风的磁场,即使有简单的生命分子出现,太阳辐射出的高能粒子足以破坏生命分子的化学键(如果没有水阻挡的话),索性我们地球磁场足够大,但是火星的磁场只有地球的1%,不足以抵挡太阳的高能粒子,即使火星上出现简单生命分子,也会很快被太阳的高能辐射破坏。
因此火星上不可能孕育并且保存生命。
2.火星不足以足够抵御太阳风的磁场,即使有简单的生命分子出现,太阳辐射出的高能粒子足以破坏生命分子的化学键(如果没有水阻挡的话),索性我们地球磁场足够大,但是火星的磁场只有地球的1%,不足以抵挡太阳的高能粒子,即使火星上出现简单生命分子,也会很快被太阳的高能辐射破坏。
因此火星上不可能孕育并且保存生命。
火星的轨道是显著的椭圆形。
因此,在接受太阳照射的地方,近日点和远日点之间的温差将近160摄氏度。这对火星的气候产生巨大的影响。火星上的平均温度大约为218K(开尔文,温度单位,即从绝对零度-273.16℃开始的摄氏度)(-55℃,-67℉),但却具有从冬天的140K(-133℃,-207℉)到夏日白天的将近300K(27℃,80℉)的跨度。
火星的那层薄薄的大气主要是由余留下的二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成的。火星表面的平均大气压强仅为大约7毫巴,在这样的低压下,火星的低压下,水无法以液态存在,只在低海拔区可短暂存在。
而冰倒是很多,如两极冰冠就包含大量的冰。2007年三月,NASA就声称,南极冠的冰假如全部融化,可覆盖整个星球达11米深。另外,地下的水冰永冻土可由极区延伸至纬度约60°的地方。
火星上是否有生命?
在几亿年的时间内,火星还不是一个令人讨厌的地方,它存在液态水。但如果生命在火星上进化,岩石会时不时被小行星撞飞,在某个时刻,来自火星的岩石可能撞击了地球。
如果当时地球的环境恰好非常适合生命发展,那么火星岩石可能是地球上生命的最初开始.但这仅仅是一项理论,且能够被测试。然而,与地球不同,火星上存在古代地质记录,只不过对其进行检测非常困难。
一位天文学家接到了一家报纸编辑的电报,内容是:“请用100字电告:火星上是否有生命?”
这位天文学家回电说:“无人知道。”并且重复了50遍。
这件事情发生在人类对宇宙的探索之前。后来,到了1965年7月,美国宇航局首次成功发射的“水手4号”太空探测器近距离地飞过了火星,并且向地球发回了22帧黑白图像。这些图像显示:这颗神秘的星球上布满了令人恐怖的深坑,并且显然和月球一样,是个完全没有生命的世界。以后数年中,“水手6号”和“水手7号”也飞过了火星,“水手9号”对火星做了环绕飞行。它们向地球送回了7329幅照片。1976年,“海盗1号”和“海盗2号”进入了长期轨道的飞行,在这期间,它们发回了6万多幅高质量的图像,并且将一些登陆车组件放在火星表面上。
到1998年初,尽管当时人人都热衷于写作,但对“火星上是否有生命”这个问题的回答,却依然仅仅可能一直是“无人知道”。不过,科学家们手头上已经掌握了更多的资料,并且对这个问题形成了一系列见解。
火星的外表虽然伤痕累累,现在却已经有许多科学家认为:火星地表之下,有可能生存着最低级的、类似细菌或病毒的微生物有机体。另一些科学家虽然感觉到火星上现在根本不存在生命,但并不排斥这样一种可能性:在某个极为遥远的古老时期,火星可能曾经出现过“生物繁盛”的时代。
这些争论的范围不断扩展。其中的一个关键因素就是:从作为陨石到达了地球的火星碎片或岩石当中,是否找到了一些可能存在过的微生物化石,是否找到了生命过程的化学证据。这个证据,必须连同对生命过程进行的那些肯定性试验结果,一同被定了下来——“海盗号”登陆车就曾经进行过此类试验。
探索火星上的生命的故事中,存在着诸多令人困惑的因素,其中包括美国宇航局发表的官方结论:1976年,“海盗号”对火星的探测过程中,没有发现任何有说服力的证据,表明火星表面存在着生命。
但是,吉尔伯特·莱文却不能接受这个说法,他是参与“海盗号”计划的主要科学家之一。他进行了“放射性同位素跟踪释放”实验,而这个实验则显示出了准确无误的积极读数。他当时就想如实公布这个结果,但是,美国宇航局的同事们却阻止了他。
1996年,莱文博士对此评论说:“他们提出了一些解释来说明我的实验结果,但那些解释没有一个具有说服力。我相信,今天的火星上存在着生命。”
看来,莱文的同事们之所以阻止他公布自己的实验结果,是因为他的试验与另外一些试验得出的负面结果相对立,而那些试验是一些更年老的同事设计的。
“海盗号”上的质谱分光仪并没有探测到火星上的任何有机分子,这个事实受到格外的重视。不过,莱文后来证明:这个探测器上的质谱分光仪的工作电压严重不足——在一个标本里,它的最小灵敏度是1000万个生物细胞,而其他正常仪器的灵敏度却可以下降到50个生物细胞。
1996年8月,美国宇航局宣布,他们在编号ALH8400的火星陨石中,发现了微生物化石的明显遗迹。只是到了这个时候,莱文才受到了鼓舞,公布了自己的实验结果。美国宇航局公布的证据有力地支持了莱文本人的观点,即这颗红色星球上一直存在着生命,尽管那里的环境极为严酷:“生命比我们所想像的要顽强。在原子反应堆内部的原子燃料棒里发现了微生物;在完全没有光线的深海里,也发现了微生物。”
英国欧佩恩大学行星科学教授柯林·皮灵格也同意这个观点。他说:“我完全相信,火星上的环境曾一度有利于生命的产生。”他还指出,某些生命形式能够生存在最不利的环境中,“有些能够在零度以下相当低的温度中冬眠;有的试验证明,在150摄氏度高温里也有生命形式存在。你还能找到多少比生命更顽强的东西吗?”
火星上冷得可怕——各处的平均温度为-23℃,有些地区则一直下降到-13℃。火星上能提供生命生存的气体极为贫乏,例如氮气和氧气。此外,火星上的气压也很低,一个人若是站在“火星基准高度”上(所谓“火星基准高度”,是科学家一致确定的一个高度,其作用相当于地球上的海平面),他感受到的大气压力相当于地球上海拔30000米高度上的压力。在这些低气压和低温之下,火星上即使有水存在,也绝不可能是液态的水。
科学家们认为,没有液态水,任何地方都不可能萌发生命。假如这是正确的,那么,火星过去和现在存在着生命的证据,就必然非常明显地意味着:火星上曾经充满过大量的液态水——我们将看到,有无可辩驳的证据能够证明这一点。火星上的液态水后来消失了,这也无可置疑。但是,这并不必然意味着任何生命都不能在火星上存活。恰恰相反,最近一些科学发现和实验已经表明:生命能够在任何环境下繁衍,至少在地球上是如此。
1996年,一些英国科学家在太平洋海底4000多米的地方进入钻探,发现了“一个欣欣向荣的微生物地下世界……”,(这些)细菌表明:生命能在极端的环境里存在,那里的压力是海平面压力的400倍,而温度竟高达170℃。
研究海底3000多米处的活火山的科学家也发现了一些动物。它们属于所谓髭虎鱼属动物,聚居在布满各种细菌的领地上,而那些细菌则在从海床上隆起的、沸腾的、富含矿物质的地幔柱上,繁殖生长。这些动物通常只有几毫米长,样子很像蠕虫,而在这里,其尺寸畸形发展成为巨大的怪物,样子使人联想到神话中的蝶蛾,那是传说生活在火里的一种大虫子或者爬行动物。
髭虎鱼属动物赖以生存的那些细菌,其模样也几乎同样古怪。它们不需要阳光来提供能量,因为没有阳光能够穿透到这样的深海下面。但它们却能利用从海底冒出来的、接近沸腾的水的热量,它们不需要有机物碎块作为营养,而能够消化热海水中的矿物质。这样的动物被动物学家归入极端变形的“自养生物”类属,它们吃玄武岩,以氧气为能量,并且能从二氧化碳中提取碳元素。
科学家们的报告声称:另外一些自养生物被发现于海底3000米处,那里惟一的热源是岩石的热量……在113摄氏度的高温中能够发现这些生物……在酸流中也能发现这些生物;在苯和环乙酮等物质的有害环境中,在马里亚纳海沟11000米的深海里,都能够发现这些生物。
可以想见,火星上有可能存活着这类生物,它们也许被封闭在了10米厚的永久冻土层当中。人们认为,火星地表下面存在着这种永久冻土层,它们也许已在火星悬浮的大气里存在了无比漫长的时期。
在地球上,休眠的微生物被琥珀包裹了数千万年而保存下来。1995年,美国加利福尼亚州的科学家曾经成功地使这些微生物复活,并把它们放在了密封的实验室里。另外一些有繁殖能力的微生物有机体,已经从水晶盐当中被分离了出来,它们的年龄超过了两亿年。
在实验室中,“细菌菌子被加热到沸点,然后被冷冻到-270℃这个温度范围正是星际太空间的温度变化范围。等温度条件一好转,这些细菌菌子立即恢复了生命。”
同样,有些病毒即使在此类生物组织外面没有活力,也能够在细胞中被激活。在其休眠状态下,这些可怕的小生物(其身体比可见光的波长还短)可以说几乎是永远不死的。经过仔细检查,科学家发现它们都极为复杂,并具有由1.5×104个核苷组成的基因组。
随着美国宇航局对火星的继续探索,科学家们相信,火星和地球之间存在交叉感染的情况是极为可能的。的确,早在人类开始太空飞行时代以前很久,可能已经发生过这种交叉感染的情况了。来自火星表面的陨石落到地球上,同样,有人认为因小行星的撞击而从地球飞溅出去的岩石有时也必定会到达火星。
可以想像,地球上的生命本身就有可能是由火星陨石携带过来的——反之也是如此,生命体也可能被从地球上带到火星。阿德莱德大学的保罗·戴维斯教授指出:对地球上的生命来说,火星并不是一个特别有利于生存的地方……然而,地球上发现的一些细菌物种依然能够在火星上生存下来……如果生命在以往遥远的年代里曾在火星上牢牢地扎根和发展,那么,当其生存条件逐步恶化的时候,生命也就有可能逐步地适应其更为严酷的环境。
火星上到底有没有生命?也许,直到人类的脚印踏上火星之前,它永远不会有一个明确的答案。
1. 火星上曾有条件适宜生命起源和进化。早期的火星表面有液态水的存在,气候也较为温和,这些环境条件对生命起源来说是必要的。所以有观点认为,早期的火星上可能起源过微生物等简单生命形态。
2. 目前火星上被发现的生命线索还不足以做定论。尽管探测器和火星车在火星表面发现一定的有机物和可能的生命化石,但这些线索仍然不足以确定火星上确实存在或曾经存在过生命。还需要更直接和确定的证据。
3. 尽管环境曾短暂适宜,但生命起源和进化需要较长时间。就算早期火星环境条件允许生命起源,但生命的产生和进化也需要较长的时间Accumulate各种微生物和生化条件。所以生命可能没有足够的时间在火星上产生与进化。
4. 火星表面的恶劣环境可能不利于生命长期存在。现在火星表面干燥寒冷,辐射也较强,生命要在这样的条件下生存、繁衍与进化将是极为困难的。所以即便生命曾经起源,也可能已经灭绝。
5. 未来的火星探测可能给出更确定答案。未来火星土壤样本返回任务和更深入全面的火星探测,可能发现生命的确定证据,或者更直接证明生命不存在的结论。
所以,总的来说,关于火星上是否存在或曾经存在过生命,科学界现在还没有定论。未来的火星探测任务也许才能给出更确定的答案。我们只能基于 LIMITED 的信息和理论推测,还远未达到100%确认生命存在或不存在的程度。这仍然是一个悬而未决的问题,需要后续深入探索。
十万个冷知识
为什么说火星上可能存在生命?
美国宇航局的"好奇号"探测器此前在火星上的岩石中发现了新的证据,表明这颗行星可能支持古代生命,以及火星大气中与寻找这颗红色星球上当前生命有关的新证据。虽然这些发现不一定是生命本身存在的证据,但这些发现是未来探索地球表面和地下任务的一个好兆头。
新的发现——在地表附近30亿年前沉积岩中存在"坚韧"的有机分子,以及大气中甲烷含量的季节性变化。有机分子含有碳和氢,也可能含有氧气、氮和其他元素。虽然有机分子通常与生命有关,但有机分子也可以由非生物过程产生,不一定是生命的指标。
华盛顿美国宇航局总部科学任务局副主任托马斯·祖布琴说"有了这些新发现,火星告诉我们要坚持到底,继续寻找生命存在的证据,""我相信,我们正在进行的和计划的任务将解锁更多惊人的发现在火星上。
美国宇航局位于马里兰州格林贝尔特的戈达德航天飞行中心的JenEigenbrode说:"好奇号尚未确定有机分子的来源。"无论是保存古代生命的记录,还是在没有生命的情况下存在的,火星材料中的有机物都为行星的可能存在生命提供了条件和过程并且提供了化学线索。
虽然火星表面今天不适宜居住,但有明显证据表明,在遥远的过去,火星气候允许液态水——我们了解它生命的基本成分——在火星表面汇集。来自好奇号的数据显示,数十亿年前,盖尔火山口内的一个水湖含有生命所需的所有成分,包括化学成分和能源。
"火星表面暴露在来自太空的辐射之下。辐射和恶劣的化学物质都分解了有机物,""在火星可能适合居住的岩石中寻找五厘米以上的岩石中沉积的古代有机分子,未来的任务将深入钻孔取样预示着我们学习探索发现火星上有机分子的故事。
科学家描述了火星大气中近三个火星年(将近6个地球年)中甲烷的季节性变化。此种变异是由好奇号在火星 (SAM) 仪器套件的样品分析检测到的。
水岩化学可能产生了甲烷,但科学家不能排除生物起源的可能性。此前在火星大气层中曾发现过甲烷在大型、不可预知的羽流中。这项新结果表明,盖尔火山口内的低浓度甲烷在温暖、夏季和冬季每年反复出现峰值。
"这是我们第一次看到甲烷故事中可以重复的东西,因此它为我们提供了理解甲烷的线索,""这一切都是可能的,因为好奇号寿命的长寿。长时间的停留使我们能够看到这种季节性的"呼吸"模式。
为了识别火星土壤中的有机物质,好奇号从盖尔火山口的四个区域钻入被称为泥石的沉积岩。这个泥石在数十亿年前逐渐形成,这些淤泥堆积在古代湖底。SAM 对岩石样本进行了分析,SAM 使用烤箱加热样品(超过 900 华氏度或 500 摄氏度),以释放粉末状岩石中的有机分子。
SAM 测量了从泥石样品中脱落的小有机分子,这些小有机分子是较大有机分子的碎片,它们不容易蒸发。其中一些碎片含有硫磺,这些碎片可能有助于保存硫磺,就像硫磺用于使汽车轮胎更耐用一样。
研究结果还表明,有机碳浓度大约为百万分之10或更多。这接近火星陨石观测到的数量,比之前在火星表面发现的有机碳量高约100倍。一些被鉴定的分子包括硫苯、苯、甲苯和小碳链,如丙烷或丁烯。
2021年,SAM在陨石坑最深处的岩石中检测到一些含有氯的有机分子。这一新发现建立在火星上古代湖泊沉积物中检测到的分子清单上,并有助于解释为什么它们被保存下来。
在大气中发现甲烷和在地表保存的古老的碳,使科学家相信,美国宇航局的火星2021探测器毅力号探测器和欧空局(欧洲航天局)的ExoMars探测器将在地表和浅层地下找到更多的有机物。
这些结果也为科学家在努力寻找有关火星上生命可能性问题的答案时的决定提供了依据。
美国宇航局火星探测项目首席科学家迈克尔·迈耶(MichaelMeyer)在美国宇航局总部说:"火星上有生命迹象吗?"我们不知道,但这些结果告诉我们,我们正走上正确的轨道。
这项研究工作由美国宇航局的火星探测计划资助,为该机构在华盛顿的科学任务局(SMD)。戈达德提供了SAM仪器。。
如果认为本文对您有所帮助请赞助本站