引言
2021年5月15日,中国火星探测器“天问一号”的火星车祝融号确认着陆在火星表面。回顾1962年,肯尼迪发表“月球演说”,宣告
人类将开启探索太空的新历程
。
Tips:天问一号,是由中国空间技术研究院总研制的探测器,负责执行中国第一次自主火星探测任务。于2020年7月23日在发射升空 ,成功进入预定轨道。并在2021年2月到达火星附近,实施火星捕获。如今已成功着陆火星。
2010年,时任美国总统的奥巴马宣布“为美国太空事业的下一篇章设定了一个明确的关键目标”的“火星演说”,标志着人类对宇宙太空的探索进入了一个新的时期:
登陆火星
。
到今时今刻,中国成为了美国和俄罗斯之后第三个实现利用登陆器登陆红色火星的国家。而探索火星,对于人类来说一是
扩展对太空宇宙的认识,了解行星的演变
,二是要
探索生命体或者适合生命居住的空间,这也是人类最核心的诉求
。
火星的基本情况
火星距离太阳比地球距离太阳要远,质量大小也不同。地球上一天要比火星上的时间短40分钟,而火星上一年的时间则相当于地球上两年了。了解
不同天体是怎样演化的
,一直是科学家们孜孜追求的命题。
当6月7日“天宫一号”发还着陆区域高分影像图时,我们清晰看得到火星的地表情况。整个火星的南半球多是
山地,坑洼起落不平
,而北半球则不一样,表面
平缓呈深蓝色
,这种
“南北两分性”
导致了火星
完全不一样的环境
。
加上火星
大气稀薄,对太阳能的保留能力弱
,因此火星表面的平均温度达到了零下63摄氏度。在这样的温度下,二氧化碳无法以我们熟知的气体状态存在,而是会被冻作干冰,保存在火星表面,更不用说液态水了。明显,现在
火星上这样的环境是不适合生命生存的
。
Tips:火星外表呈橘红色,是因为地表被赤铁矿(氧化铁)覆盖,火星的直径约为地球的一半,自转轴倾角、自转周期则与地球相近,但公转周期是地球的两倍。火星亮度最高可达-2.9等,但在大部分时间里比木星暗。
但如果我们把时间轴前移,根据科学家调查推演,在过去30多亿年间的火星还有冰川和火山活动,称为“亚马逊纪”和“西方纪”。
至于更早时间的火星,甚至还存在火山岩浆运动、海洋潮汐,但可能是类似于引发地球恐龙灭绝的
陨石破坏,巨大的撞击造成火星地形和大气环境的变化
,让火星渐渐变成了现在的样子。
不可否认,或许以前的火星是适合生命生存的,这是我们科学研究最感兴趣的内容,因为地球也有一段缺失的历史,而火星给我们提供了一个样本。
从“火星人”开始的火星生命探测计划
上个世纪,“火星人”的概念一度被传得沸沸扬扬,当时世界上有很多人认为火星上是一定有外星人存在的。
Tips:“勇气号”火星车拍摄了一组神秘的火星照片,在其中的一张照片的一块岩石上竟然有个“人形轮廓”,而且其外形非常像一名近乎赤裸女性,她站在岩石边,伸出胳膊。但到目前为止的调查尚未发现支持火星人存在的证据。
终于1975年8月20日和9月9日,美国发射了
“海盗1号”和“海盗2号”
两枚火星探测器,这两枚探测器的主要任务就是探测火星上有无生命。到1976年时,探测器终于在火星地表软着陆。
只不过可惜,“海盗号”探测器虽然做了一些有关火星生命探测的实验,比如直接探测火星土壤里的碳、做了三组培育实验,但前者发现
碳的含量非常少
,后者则是
在土壤里放入气体和营养液,没有发现任何微生物和有机物的存在
。
从那以后,人们降低了对火星探测的热情与渴望。直到2013年6月15日
“好奇号”火星车探测到了火星上甲烷的存在
。
Tips:好奇号火星车于2011年11月发射,2012年8月成功登陆火星表面,是世界上第一辆采用核动力驱动的火星车,其使命是探寻火星上生命元素。项目总投资26亿美元,是截至2012年最昂贵的火星探测项目。
由于甲烷本身元素性质的特殊,令其不能长时间存留于大气中,所以可以得出结论:这些
新发现的甲烷应该都是新生成的
。
但
甲烷也可能是由地质活动所产生
或许有一天,当人类科技水平进步后,可以真正踏上火星,把一切有关于生命的神秘面纱揭开。
金星发现磷化氢——生命存在的证据?
科学家们曾用望远镜观察金星,在观察过程中,他们通过对金星的光谱分析出金星大气中存在甘氨酸。由于
甘氨酸是氨基酸的基因代码之一
,因此这些科学家们一度认为金星上有氨基酸,也就是有生命迹象。
Tips:金星是一颗与地球相似的类地行星,有着四颗类地行星中最浓厚的大气层,其中超过96%都是二氧化碳。其表面的平均温度高达735 K(462 °C),是太阳系中最热的行星,比最靠近太阳的水星还要热。
直到2020年9月14日,一种新的可能才被发现。当时《自然-天 学》杂志发表了一篇名为《金星云层中的磷化氢气体》的 章, 章的研究结果表示金星上存在的大量
磷化氢气体
,这才确切说明在
金星的大气层有一种与生命产生有关的元素
。
这种气体被认定是有潜在生命存在的信号,任何磷元素按道理来说都应该是被氧化存在的,而磷化氢气体则超出了化学自然反应的框架,在金星的大气和地层中没有任何方法能解释磷化氢气体的自行出现,
除非这种气体是被生物产生出来的
。
Tips:磷化氢为人体吸收相当快的剧毒气体,主要由呼吸道吸入中毒。空气中浓度若达到1390mg/m3。可使人迅速死亡。 误服磷化钙、磷化铝、磷化锌后,可水解生成磷化氢,由肠道吸收中毒。
这是一个表明了金星上存在生物特征的研究,虽然不能确切说这是金星上确实有生命的证据,但类似的生物特征是一种很好的方式,能让我们探测这种生物信号传达的星球、其他天体存在生命的可能。
一般这些生物信号通过化合物、同位素、分子等来表现,其如果在没有生命的情况下是极不可能存在的,而这些东西存在的结果又表明,金星或者任何发现了这类生物信号的天体、行星现在或者过去某个时刻存在过生命。
除了我们假设存在的“生命”产生这些气体之外,还有一些潜在方式会导致这些气体的产生
。
那些探测金星的历史
回望历史,早从上个世纪七十年代年美国和苏联科学家就分别发射了“水手二号”、“金星九号、十号、十三号、十四号”探测器希望能探清金星的环境结构、生命迹象。
但因为金星表面环境太过恶劣,有
超高温和强烈腐蚀性的硫酸雨
,这样极端的环境使得很多探测器
就算安全着陆也无法工作
,所以人们对金星的了解非常有限。探测难度太高,人们对其勘察态度也就渐渐冷落下来,直到现在我们也仅仅知道金星表面大气构成、气压数据、温度数据等。
Tips:地球上同样存在硫酸雨,源于空气污染,工业排放在空气中大量含有酸性物的气体形成,具有腐蚀性,腐蚀程度要看酸性物的在雨水中的含量。
虽然之后俄罗斯方面对1975-1982年间收集的金星地表图像进行了处理,
在图像中观察到有稳定结构的缓慢移动物体
,但也有解释说这种移动的物体为探测器的镜头盖。
假设这类移动的物体就是金星上的“生命体”,那么这些“生命体”都是形态、尺寸不一的生物,并且可以将其同地表环境的构造分辨出来。
更值得一提的是这些“生命体”并没有在探测器一出现就立即被镜头捕捉到,而是当探测器工作过一段时间后这些“生命体”才进入了镜头。说明如果它们真的是“生命体”的话,它们是被金星地表的土层掩埋着的。
“炼狱”环境,金星真的适合生命生存?
金星的大气环境非常特别,除了有含水量20%左右的硫酸云层之外,大气中下层部分还有二氧化碳和水蒸气。
云层当中存在一种能吸收紫外线的物质,这种物质可以吸收将近一半从太阳照射过来的太阳能
,这种物质存在的区域可能就是生命的“出处”。
Tips:金星被一层高反射、不透明的硫酸云覆盖着,阻挡了来自太空中,可能抵达表面的可见光。它在过去可能拥有海洋,但是随着失控的温室效应导致温度上升而全部蒸发掉。
另外来自俄罗斯的研究推断表示,金星最开始的20亿年处于太阳弱光亮度照射下,这时间段的金星应该是处于宜居天体区的。
换句话说,
这时间段的金星可能还有液态水的存在
,加上前 有“生命出处”的可能,那时的金星表面完全可能存在某种生命体,只不过之后因为金星
失去了保留液态水的条件,导致原始生命就此消失
。
还有一种可能,在地球这样的美丽生态环境之下,都会诞生一些能够抵抗恶劣环境的强大生命,那么在本身条件就十分恶劣的金星上面,诞生不需要水、不需要适宜温度、不需要是碳基生物的生命会不会也是可能的?
Tips:碳基生物是指以碳元素为有机物质基础的生物。在构成碳基生物的氨基酸中,连接氨基与羧基的是碳元素,所以称作碳基生物。目前地球上已知的所有生物都属于碳基生物。
金星有厚厚的大气层包裹,形成自己独有的生态系统,虽然这个生态系统对人类而言是不能接受的,但对其他未知生命或许可以生存。
伴随着人类科技水平的提升和对生命认知的拓展,原本不可能的事情或许正变得可能。比如地球的火山附近也存在生命,再比如水熊虫可以在各种各样恶劣环境甚至太空中生存和正常产卵,这就说明
有生命是可以有极端环境中生存的
。
是否真的有生命能在金星这种环境下生存,还需要科学地继续探测勘察、进行研究,增强认知。
冥王星发现动物废弃物——氨!
Cristina Dalle Ore是一位研究行星和地外 明的科学家,在2019年6月9日,俄罗斯卫星 就 道了她和研究团队在一项新的研究中发现:
冥王星表面存在氨
。
Tips:常温下是一种无色气体,有强烈的刺激气味。极易溶于水,常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨,水溶液称为氨水。
根据美国宇航局“新视野号”探测器在冥王星周边工作收集到的资料分析,他们获取了冥王星表面存在氨的证据。而且氨元素会被紫外线、宇宙射线以及其他辐射破坏,本身极其脆弱,所以当发现这些氨的存在时,说明
这些氨是近几年才出现的
。
另外根据证据来看,这些氨应该是由冥王星表面的维吉尔堑沟喷出:维吉尔堑沟是一个冥王星地壳上的大裂缝,这个裂缝会使
地下液体到达地表,经由堑沟所在位置的火山将地下液体喷射出来,然后迅速凝固结成氨冰
。
这说明很有可能冥王星有一个地下海洋,海洋当中含有有机物质,而且
地表上氨极有可能就是来自于海洋当中喷出的含氨水
。
氨是构成基础生命化学反应的关键成分,同时也可由动物排放的废弃物分解产生,那么在维吉尔堑沟处是不是存在某种生物?
可以想更多一点,地球上的生命也是由海洋起源的,根据估测,整个冥王星还有DNA、RNA、氨基酸等生命形成和进化的必需要素,综合推断下来,是不是可以认为冥王星地下海洋或许存在生命反应?
虽然冥王星地表温度仅仅只有-233摄氏度,但
冥王星冰壳底部的条件非常适合于形成一种被称为水汽合物的异形冰保温层
,这种保温层能让中部保持较高的温度,这样的温度或许可以适合生命的产生。
Tips:Francis Nimmo:“如果冥王星确实有海洋,那就意味着即使是太阳系最外围的边缘也是潜在的可居住区域。”
人类的宇宙探索还有很长路要走
现阶段我们不用过多谈论是否有地外 明和生命本身,现在的探索目标是讨论形成这类化学反应的环境因素及生命诞生的可能性。科学家想要揭开冥王星等星球的神秘面纱,最终也只能通过登陆实地调查才能得知结果。
现在人类科技只能刚好触碰到火星,正如前面所提到的,上个世纪六十年代人类开启了向宇宙探索的新阶段,现在我们可以稳步向前,从火星,再到金星,再到冥王星,一步一步向前探索。
现如今很多宇宙探索的计划正在逐步推进,比如先驱者和航海者一号二号已经能飞到太阳系边缘进行科学探测,随着科技的进步,我相信最终有朝一日人类能完全厘清这些问题的根源,回答清楚有没有地外 明、其他行星有没有生命。
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