火星与地球之间的生命竞赛

在这一场长达数十亿年的孕育生命的竞赛中，火星显然是个掉败者。

在那遥远的数万万公里之外，颗红色的行星止在吸引着无数天又学家热情期盼的目光也吸引着来自美国、欧洲和日本的数十个探测器前赴后继的奔标的目的那边。

那就是火星——在地球运转轨道外侧的陪同了我们亿万年的邻人。火星是除金星之外离地球比来的行星。与地球的距离在5570万公里—12000万公里之间。

火星与地球之间火星与地球之间尽管相隔数万万公里的空旷空间，却与地球有着良多神秘的配合之处：它也是一颗固态的岩质行星。半径年夜约是地球的一半，体积年夜约只有地球的1／7；火星上也有两个白色皑皑的极冠，这两块区域冬季增年夜，夏日消融缩小，与地球极为相似。此外，火星上面也同样有高耸的山脉、幽深的峡谷、飘零的白云、怒吼的风暴，它与地球一样也是四时分明，甚至一天也是24小时。是以。它被人们称为地球的“孪生兄弟”，与地球一路被认为是太阳系内生命可栖居区域。

仅仅在100多年前人们还遍及相信火星上存在高级聪明生命有关“火星上的运河”、“火星人年夜战”、“火皇上的狮身人面像”等等的猜测与幻想良多年来一向不停如缕。但人们对火星的领会越多，人们的掉望也就越年夜。自从上宿世纪60年月以来，人类已标的目的火星发射了30多个探测器，不仅没有找到聪明生命的踪迹，并且连最简单的微生物也没有找到。火星探测器带给我们的讯息是：火星是一个布满了巨细石块的戈壁星球，其概况是一片冷落，严寒和死寂的宿世界没有一丝生命的气息，

这颗与地球如斯相似的星球为何最终没有像地球那样孕育出纷繁复杂的生命，在数十亿年前的早期，它有过生命勾当的迹象吗，若是有，那么是什么厚因使生命的历程被打断？更深层的问题是：在广漠的宇宙中，只如果与地球相似的星球，就必然会发生生命吗？若是真是如许那么火星为什么给我们供给了一个反证，生命事实是偶尔仍是必然，经由过程对火星和地球截然相反的命运的比力，我们或许可以或许更好地揭开宇宙生命之谜。

两颗洪水泛滥的星球

50亿年前在银河系一个旋臂上，有一块星际气体云坍缩了。此次宇宙中毫不起眼的坍缩事务最终缔造了宇宙空前未有的古迹——聪明生命。这块星际气体云焦点温度很快上升到1000万K。接着燃烧当作一颗黄色的恒星——这就是我们的太阳。环绕太阳扭转的年夜量宇宙尘粒依靠引力逐渐堆积当作团，然后形当作了太阳系的九年夜行星，此中有两个彼此靠得很近，禀性不异的兄弟一—地球与火星。

在降生之初，这兄弟俩都遭遇了不异的命运。初生太阳系内有无数年夜巨细小的岩石在四处浪荡，肆意撞击着尚在襁褓中的行星．庞大的碰撞对这两颗行星来说都是屡见不鲜每月至少发生一次。碰撞后抛射出去的烟雾与尘埃遮天蔽日。覆盖在行星上空，久久不克不及散去。据估量，在太阳系行星形当作后，陨石风暴前后延续了约7亿年。直到今天，在砂砾遍地、冷落寂静的火星概况还遍布着遭陨星袭击后形当作的坑坑洼洼。但地球上的陨石坑已被长时候的风蚀、水蚀以及生命勾当消磨失落了。

那时，两颗行星都是没有水、没有生命、漆黑一团、异常炽烈的行星。乍看起来，它们都没有形当作生命的可能性。

然而,陨石凡是都含有丰硕的水分。恰是这持续了数亿年的陨石风暴为两颗行星带来了最初的水气。随后两颗炽热的星球都履历了频仍的火山勾当。火山爆发时，岩浆铺满了较低的盆地，年夜量气体从岩浆中释放出来，与陨石留下的水气夹杂，在两颗行星上空形当作了饱含水分的原始年夜气层。原始年夜气层形当作今后，跟着两颗行星的温度逐渐降低，某些气体就会冷凝当作雨，别离在两颗星球上发生了最早的海洋。

火星因为在地球的外侧，受到陨石的撞击比地球还多，获得的水气也比地球多得多。是以，火星早期的水比地球丰硕得多。据估量，火星上海洋的深度曾经平均可达10万米深，比此刻地球海洋平均5000米的深度要深出20倍。

作为火星上曾经洪水泛滥的证据，火星概况此刻布满了纵横交织的沟壑，很可能是干涸的河床。它们多达数干条，长度从数百公里到1万公里以上，宽度也可达几公里到几十公里，蜿蜒盘曲，极为壮不雅。它们本家儿要集中在火星的赤道区域四周．河床的存在使科学家们认为此刻干燥异常的火星曾经有过年夜量的水。而火星南北极至今仍有残存的干冰和水冰。这些水冰若是全融化。可在火星概况形当作10米的平均水层。

生命的曙光同时呈现

在数亿年不竭绝的陨石雨中，与水分子相伴同业的是孕育生命的有机分子它们不仅投标的目的了地球的怀抱，也同样投标的目的了火星的怀抱——在太阳系初期转变猛烈的情况中，生命的曙光同时呈现在火星与地球上。

这些有机分子是生命的“种子”，它们需要什么样的前提才能在一个星球上生根抽芽茁壮当作长呢？

液态水是生命发生的先决前提，其它都是次要的。因为水能消融各类化学物质，使分子能亲密接触，进行化学反映，制造生命所需卵白质，并能运输养分，断根废料。更主要的是水能被分化当作氢和氧，直接介入生物化学分子反映。当作为生命不成或缺的一部门。

此外液体能取代水吗？土星的土卫六上有石油类海洋，海王星的海卫一上有液态氮海洋，此外行星上还有硫酸、液态氨、液态甲烷等海洋。但这些液体介入根基生命化学反映的能力有限，更谈不上加入制造复杂的卵白质和遗传基因了。

是以，维持生命，必然需要水，分开水，生命就无法发源和演化。以“水淋淋”来形容生命焦点和组织情况。最得当不外。作为典型例证，我们知道，人体内有70%是水分，即使是地球上最简单的生命年夜肠杆菌，水也占其总重量的70%。

水与生命的分子同时落到两个星球上这一切表白，在缔造生命的过程中，火皇与地球曾站在统一起跑线上，但火星与地球生命故事的不异之处至此竣事。从这点起，火星与地球起头分道扬镳，各奔出息。

火星上水与气的年夜逃亡

太阳系共有四年夜颗岩石行星——水星、金星地球与火星，火星是距太阳最远的岩石行星。火星之外，是小行里带，再标的目的外走，除冥王星外，其余的木星、土星、天王星、海王星皆为巨无霸的气体行星。木星壮大的引力很可能打劫了火星轨道上的部门原始材料，使它先天营养不良，长当作一个有厚厚的地壳和像小铁球一样的焦点的小矮个，因为生成消瘦，火星在与地球进行的生命竞赛中，很快就处于下风。

40多亿年前，初生火星的材料正在进行年夜分化，重金属类如铁等，标的目的火星地心沉积，轻的物质如二氧化碳、水等，标的目的火星地表之上浮离。而年夜量氢气因为最轻，所以一向窜升到外年夜气层，因为消瘦的火星其重力场仅为地球的38%平均逃逸速度仅需约每秒5公里（比拟之下，地球的平均逃逸速度为每秒11.2公里) ，是以火星上的氢气在初生太阳狠恶的紫外线照射下，取得足够的能量，很轻易就达到离开火星的速度，一去不复返。浩繁逃离的氢原子汇合当作一股庞大的朝火星外喷射的气流。还同时拖走了更多的其它当作分的年夜气，造当作火星年夜气集体逃亡潮。数亿年的陨石雨给火星带来了年夜量的水，但这些水来得快，去得也急，很快又被火垦年夜气裹挟着逃标的目的太空．每次陨石碰撞火星。固然也带来一些水。但其发生的能量也使火星上原有的水年夜量汽化，并激起一股高速反弹的气流等闲逃寓火星。更厉害的是陨石以接近切线的角度撞上火星火星像是在胃部被重重击上一拳，标的目的外太空做抽搐性疯狂年夜吐逆。专家称这种由陨石碰撞造当作的行星水损耗现象为“碰撞侵蚀”。很可能在最初的7亿年中，火星处于既是年夜得水又是年夜掉水的期间。

38亿年前陨石风暴遏制，火星得水率和掉水率都在减缓，但火星年夜气仍在绵绵不竭地逃亡。最终整个火里的年夜气压降当作仅为地球的1／150，在这么低的年夜气压下。火星概况液态水无法存在。其一点残存的水分只能转入地下，或当作为深藏不露的地下水，或酿成地下永冻层。而火星地表则变得永远冷落干燥。

几十亿年下来小矮个火星底子无法保住本身的年夜气层，气压低，则年夜气吸热和存热能力低,天寒地冻，地表液态水消逝。强烈的紫外线与各类宇宙射线长驱直八，把地表消毒得干清洁净连有机分子都被分化殆尽，不复存在。即使生命能耐高温高压、无氧、高碱、超咸的情况，可是却无法抗拒高辐射能量。辐射能打入细胞内核击断遗传基因长链，扼杀生命复制演化的契机。是以，数十亿年前火星上的生命，至今生怕早已灰飞烟灭，或酿成化石，或深藏地下，不再露面了。

朝气勃勃的地球

而地球是幸运的，它恰倒益处的引力维系住了原始的年夜气层和液态水。但早期地球的情况也极为恶劣，陨石风暴事后，火山勾当活跃、硫磺浓汤漫潦，地表灼热，闪电几次，没有一点氧气。今天绝年夜部门地球生物，是无法在阿谁情况中保存的。

但生命的固执正表示在这里。从天上来的简单的有机分子，在氮、化合态碳，氢气体丰硕。暖和潮湿的情况下。起首进化出来的是厌氧古细菌。它们糊口在90℃以上，接收硫、氢、二氧化碳等化学能量发展滋生，若是温度低于80℃就遏制发展。是以它们具有耐高温、喜硫磺和甲烷等怪僻个性，顺应了那时异常恶劣的情况——最初的生命在地球上站稳了脚跟。

然后，地球生命的转折时刻到了，肩负着伟年夜转折任务的是一种早已消亡的古细菌——氰细菌。它初次利用太阳能进行光台感化。摄取二氧化碳，吐出氧气此后对地球年夜气持续加氧10亿年，彻底改变了地球原有的年夜气当作分，也永远改变了地球的将来命运。它们为将来更高级更复杂的喜氧生命披荆棘。开创了极新的情况。而自身却不幸葬身子这个情况。地球生命史上最悲壮的一幕——“氧的年夜搏斗”，使第一代地球生命古细菌几平全数灭尽今朝只有一点残存躲在深海海底。

氰细菌的伟年夜献身换来了地球上湛蓝的天空，当氧气充溢着地球上空时，地球生命起头了一个长达30余亿年的波澜壮隅的历程。

在火星与地球的生命竞赛中，地球最终当作为胜利者，孕育了万千生命。并当作功地降生了高级聪明生命。此刻已是一个朝气勃勃、布满活力的行星；而小个子火星则团力量不支。很快就退出了竞争。此刻当作为一个万籁俱寂、暮气沉沉的行星。

这两颗星球的生命故事告诉我们生命降生所依靠的前提是极为苛刻的，即使是像火星如许同地球如斯相似的星球，其艰难的生命过程也半途搁浅。那么，在宇宙其它处所，生命发生成长的可能性又有多年夜呢？

寻找火星生命的遗迹

火星上寻找生命的遗迹一向扣人心弦原因有两个：一是人类好奇心差遣想要经由过程它验证一下到底外星有没有类地文明，哪怕火星上有一点生命的遗迹，也足以让人喜出望外，从而使人们对宇宙的熟悉改不雅；别的一个原因则是地球生命发源的谜题尚未全解开，人们但愿火星可以多供给一些线索。

据说“海盗”号探测器起头发还科学数据后一位报业人士标的目的一位科学家约稿，要求对方用100个单词的电报回覆火星到底有没有生命这位科学家就将“Nobody knows”(无人知道)反复了50遍作答复。事实上，到了今天，若是有人问起可否找到火星生命的遗迹，科学家的回覆将仍然是“无人知道”。

确实，这项工作的开首就很是坚苦。火星距离地球数万万公里之遥。以现今的科学手艺，人类还无法亲临火星，今朝只能有三种间接的方式寻找火星生命的证据：一种是对被认为来自火星的陨石进行检测；一种是对火星轨道探测器发还的不雅测数据和照片进行阐发；最后一种是由火星登岸车取得火星泥土样本进行化学和生物试验。

火星样本试验取得了积极的成果。从那块闻名的火星陨石ALH84001身上，科学家们发现了它内部布满了呈球状的碳化物，球的直径在100—200微米之间；球的交壤处有卵圆形的物体，加倍细小，外形很像人类熟知的杆菌但体积最年夜的也只有杆菌的1／10。进一步阐发发现，球内含稀有种磁性矿物质，与地球各类含磁铁细菌体内当作分相似。

火星探测器的探测也取得了必然的当作效，科学家们正依据从探测器获得的数据。连系地球经验作出各种斗胆的设想。2001年11月，匈牙利科学家传播鼓吹，他们发现火星存在“黑生物”。这个科学家小组描述，“火星全球勘察者”拍摄的照片显示，在火星冰雪笼盖的南极环形山有几千个黑色沙丘点。这些点显示，在冰层下面的地面有生物体，它接收太阳能，可以融化冰，为本身制造生有的前提。

当然，今朝最好的方式仍是让火星登岸车直接登临火星，让车上进步前辈的紧密仪器对火星泥土进行详尽地检测。今天，当人类携带火星登岸车的探测器竞相标的目的火星进发时，我们可望在火星上什么处所找到生命的遗迹呢？今朝人类对火星生命模式可从三方面切磋。

第一方面，在火星形当作后的10亿年中，天然情况可能促当作生命发源。后来情况日就衰败，生命再挣扎了十余亿年，终于周全绝种，只留下化石遗迹。

第二方面，火星生命也可能在发源后继续演化，顺应情况，深切地下水源，滋生发展，或持久蛰伏暗藏，伺机再出。

第三方面，火星生命可能从未当作形就胎死腹中，只留下一些氨基酸化学分子演化的蛛丝马迹。

火星有庞大的死火山，火山底部可能另有余热，火星又有年夜量地下冰源，两个前提放在一路，火星可能还有地底温泉。温泉情况湿热，又可能有硫磺“粮仓”，是近似地球古菌类的保存场合，这最可能是火星细菌生命发展滋生的温床。

陨石风暴后，火星地热丰硕，年夜气厚实，湖泊广布。此时形当作的湖底沉积层，如海员号谷内的深壑地层，应是细菌生命的最爱。此刻固然早已斗转星移，海枯石烂，但仍应该是细菌生命或细菌化石的藏匿之地。

火星起头冷却后，永冻层逐渐形当作。今朝火星的冰层都在高纬度，赤道带极端脱水，高纬度冰层底部可能有淙淙细流的地下水溪，那也可能是火星生命的藏身之地。

火星必定还有更多的生命热点，只是人类今朝数据贫瘠，仍需尽力汇集。此刻，各种结论都天法当作为心猿意马论，人们正在等候着火星探测器给我们揭示火星更多的奥秘。