火星PK 柴达木盆地 火星上是否有生命似可在 柴达木盆地找到线索

[日期:2019-05-31] 作者:地理组 次浏览 [字体: ]
生命如何产生?在哪里产生?到哪里去?这些是人类思考的最终极问题。虽然地球是我们迄今所知宇宙中唯一驻有生命的星球,但地球生命起源的一个重要理论却是 “宇宙起源假说”,该假说认为地球生命的种子来源于火星,因为火星早于地球在40亿年前就进入了“宜居行星”阶段,因此可能更早产生生命,而生命则是经由火星陨石带到地球上来的。柴达木盆地是地球上最大的类火星环境,对其进行的科学考察则能为世人瞩目的火星探测提供极为重要的类比资料。2018年8月,作者在柴达木盆地的西部进行了类火星环境的考察工作,考察队带回了大量可以和火星环境相类比的柴达木盆地的照片,通过对两个行星相似度很高的地表环境影像的类比解读,我们对火星上是否存在生命现象生起了越来越强烈的好奇。 
好奇的人类在宇宙行星上留下印迹
在火星和柴达木盆地的盐滩环境中留下车辙都是很有挑战性的事情。这两种环境的共同特点是土质松软:地表为强风吹走细小沙尘颗粒之后留下的砾石,而地表以下则都是粉沙质黏土。图为科考车在柴达木盆地里留下的车辙印
火星
2004年勇气号在“丈夫山”附近拍摄的照片。图片来源: NASA/JPL-Caltech/Cornell

我们所知的宇宙创生于137亿年前,之后不到两亿年的时间就有了最早的恒星,大约20多亿年之后就有了银河系。在恒星内部的各种核合成和化学演化形成了生命所需的基本元素如碳、氧、氮、硫、磷,重要营养元素如铁、锌和铜等,以及一些简单的有机分子。在不到46亿年之前,我们的太阳系形成,在其中的一个岩石星球——地球上发生了生命,而且演化出了技术文明。以美国国家航空航天局为首的科学家群体对太阳系深空探测的最主要目的,就是了解为什么在太阳系中可以产生生命。

火星离地球2.25亿公里,是离地球最近的行星 。火星是人类深空探索的第一站。现在已经有各种轨道飞行器和着陆器(火星车,如在2018年刚失去联系的“机遇号”、现在正在工作的“火星科学实验室”和正在着陆准备工作的“洞察力号”)在对火星进行连续观察。这些观察研究的一个非常重要的科学目标,就是要研究火星的大气、水和地质循环,验证火星上是否存在不同于地球生命起源的第二种生命起源的证据(地球上所有生命的遗传物质都没有例外地由22种氨基酸组成,因此起源于同一过程。火星生命是否使用相同的氨基酸作为其遗传编码系统?只要有一种不同的氨基酸,就可能是起源于另外一个过程,比如起源于火星早期的环境,这就是“第二种生命起源的证据”)。如果能在火星上找到第二种生命起源的证据,说明在宇宙中只要存在生命发生的环境和条件,生命就会自发地产生,因而宇宙中可能会是充满生命的。

柴达木盆地位置示意图及太阳系八大行星示意图
火星
1998年使用1000张海盗号卫星照片制作的火星全景照。在赤道附近,巨大的水手峡谷清晰可见,而四个塔西斯火山仅露出三个,处在图片的左侧。图片来源:NASA/JPL-Caltech/USGS
总体上来说,地球是一个充满生命的星球。其蓝色的海洋是生命所需的最重要的溶液,而大片的绿色是其陆地生态环境中最重要的部分:光合作用的产物。柴达木盆地之所以成为地球上最大的类火星环境,是因为它是地球上海拔最高的构造盆地,而且其周围的山脉使携带雨水的气流无法到达。

火星仍然可能有生命的存在

我们对火星上是否有生命,存在着强烈的好奇心,不仅因为它是距离地球最近的行星,而且因为它在演化的早期是宜居的。我们甚至不能排除现在火星的深部土壤环境对微生物生命来讲仍然可能是宜居的环境,因而仍然可能有生命的存在。

火星在40亿年前是一个湿润、温暖,且拥有浓厚大气层的星球。其岩石圈、水和大气之间的相互作用在地表形成了河流、湖泊和地表沉积物。随着火星内部热活动的快速减弱和大气层的逐渐消失,其地表的液态水也消失了,气候变得干冷,水动力过程对地表结构塑造的主导地位逐渐被风动力所取代。这种由温湿转变到干冷的气候变化大约持续了数亿年的时间,火星的表面逐渐演变成为一个不再宜居的环境。