火星上有生命嗎？運河和火星人臉並非人造，科學家關注六大目標

自19世紀以來，人類就一直痴迷於在這顆紅色星球上尋找生命，但是火星上真的存在生命嗎？究竟有哪些基於科學的基礎分析能夠支持這個假設呢？讓我們回顧下人類140年的火星探索史，對現有的火星研究進行一次梳理吧。

1877年，義大利天文學家喬瓦尼·斯基亞帕雷利將他出瞳直徑21.8厘米的望遠鏡對準了神秘的火星盤。這台望遠鏡是當時最好的望遠鏡之一。科學家們早就知道，火星不僅僅是天空中的一個光點，它本身就是一個完整的世界，但斯基亞帕雷利是第一個嘗試繪製火星詳細地圖的人。

他通過望遠鏡觀察到了火星的暗區，它們由數百公里長的線性特徵地形所連接。在斯基亞帕雷利看來，暗區意味著「海洋」，而線性特徵為「人造運河」。在19世紀70年代和80年代，斯基亞帕雷利一遍又一遍地繪製火星地圖，這讓他相信火星上的運河系統正在迅速擴張。這個擴張的速度，就像先進文明面對乾旱時，拚命地保護自己的水資源供應一樣。

當時斯基亞帕雷利的許多同事對於他的觀點持懷疑態度，他們想知道這些特徵是否是斯基亞帕雷利使用的望遠鏡的「光學不良」所導致、還是他的大腦出了問題?。但是斯基亞帕雷利腦洞大開的設想抓住了公眾的想像力，其中有人甚至認為，這顆紅色星球的顏色是由紅色的植被造成的，就像它被日本楓樹覆蓋一樣。

1976年美國宇航局的海盜1號軌道飛行器首次拍攝到了火星的清晰圖像，其中一張被稱為「火星上的臉」的照片頻繁成為小報的談資，那些堅信火星存在過生命的人，用這張照片證明與人類相似的外星人曾經存在於我們的行星鄰居，他們創造了巨大的結構，因此古埃及人的金字塔相形見絀。

我們現在知道，火星上的臉，就像之前發現的」運河「一樣，是光和影的把戲。但是在這顆星球上尋找生命仍然是一項誘人的研究。多個軌道飛行器和著陸器已經證明，火星曾經同地球相似，上面有海洋、湖泊和河流，加上古代大氣層的密度比火星現在稀薄的空氣要稠密的多。這顆紅色星球最早的紀元現在被正式命名為「諾亞紀」，這個術語很容易讓人聯想到大量的水。

今天最緊迫的問題不是火星是否曾經適合居住。在遙遠的過去，幾個不同時期里，它肯定是適合生命存在的，但是是否在火星變得寒冷和乾燥之前，那裡就已經孕育和發展了生命，這才是值得思考的關鍵所在。

如果這是事實的話，它將成為天體生物學家所稱的生命「第二種起源」的證據，第二種起源又稱「胚種論」，認為生命可能來自宇宙其它地方，然後被小行星攜帶擴散到其它行星上。生命的第一種起源，是關於地球人類生命起源的學說，該學說認為地球上經過了漫長的化學演變，在大約36億年前出現了最簡單的生命形式。

即使火星的第二種生命形式發展從未超越單細胞微生物，這也意味著在我們的太陽系中至少出現過兩次生命。如果這種情況確實發生了，那麼圍繞遙遠恆星旋轉的數千顆行星上，天文學家正在尋找的外星生命孕育發生的概率有多大呢?而且這些微生物中有多少會進化成如同地球人類般的生物呢?

在火星上發現生命的最簡單的方法是，最好就像科幻作家小說中描述的一樣，荒涼的火星上，突然從一塊岩石後面跳出一個多觸手的東西，它向我們招手:「歡迎，地球人，我在這裡!」。第二種理想的情況是，一個火星探測車挖起的土壤樣本中，驚喜地發現一群蠕動的微生物。但是火星表面環境極其惡劣，生命的跡象，無論它現在存在或曾經存在，很可能很難被探測到。這並不意味著科學家們就束手無策，他們仍然有很多經過深思熟慮的方法來尋找外星上存在的生命。這裡我們主要關注下六種發現外星生命的主要模式。

第一種方法是尋找岩石結構。在地球上古老的岩石結構意味著化石。如果你看到和恐龍骨頭類似的東西，你就能知道這種生命曾經存在。但遺憾的是，這並不適用於微生物，我們需要電子顯微鏡才能看到它們。而且人類目前還不能把親自飛到火星上去。即使我們能夠親臨火星，這種呈現小棒和球體的東西，有著各種各樣的形成過程，卻不一定與生命有關，所以需要複雜的實驗室設備才能分析確認。

第二種方法是尋找古代岩石中的生物特徵。發現含有與生命有關的化學物質幾乎與發現化石一樣意義重大。科學家們並不是在尋找與我們自身的脂類、蛋白質和DNA相同的化學物質。相反，他們要尋找的是火星生命可能用來替代這些化學物質的任何東西的殘留物。這些殘留物可能足夠堅硬，可以持續數十億年，它們可能有四個非常醒目的特徵，即使它們與地球生命的化學物質構成有很大的不同。它們分別是：

A: 同手性，許多有機分子的形狀是不對稱的，這意味著它們有「左手」和「右手」兩種版本。非生物過程傾向於每次產生相同數量。生物細胞只產生一種或者其它不相同的。火星上已經發現了有機化學物質，但是探測到它們的「好奇號」漫遊車沒有測試它們手性的裝備。

B: 分子結構和質量的「聚類」

地球上的生命傾向於建造有限尺寸範圍的構建快。例如，脂類傾向於聚集在14到20個碳的範圍內，它們不具有更多或更少數量的碳。同樣我們的DNA和RNA使用的5個核苷酸鹼基(4個用於DNA，另一個用於RNA)的分子量在112到151之間，而我們用來製造蛋白質的氨基酸的分子量在75到204之間。如果能夠發現化合物的『島嶼』，這種聚集實際是一種生物特徵。

C:重複的分子亞基。正如我們所知，生命喜歡將化學物質分解成小塊，一次添加一個亞單位。我們在蛋白質和DNA中看到了這一點，但它也出現在較小的分子中，比如脂類，它們以兩個碳為單位組裝，這意味著它們往往有偶數個碳(14、16、18等等)。異戊二烯類化合物，包括葉綠素在內的精油和色素的成分，以五碳亞單位組裝而成。即使這些化學物質隨著時間的推移已經分解，它們的降解產物仍然保持著類似的模式。這些事情的發生，都和生命有關。

D：同位素比值。生物過程的工作方式往往略有不同，它們含有包含碳等重要原子的不同同位素的化合物。非生物物種通常沒有這種偏好。

第三種方法是甲烷嗅探。未來的火星車可能會捕獲活的生物體，而不是包含在遠古岩石中的降解化學物質。但是尋找現存生命跡象的另一種方法是測試火星大氣中的甲烷含量。在地球上，甲烷主要是由生物活動產生的，從牛屁到分解植物。但它也可以由地質過程產生的，比如水和一種叫做橄欖石的礦物的相互作用，進而產生一種被稱為蛇紋石的綠色岩石。

第四種方法是：深挖地下。 科學家們一致同意的一件事是，如果火星上有甲烷，它很可能是從地下滲透上來的，這可能是由於微生物活動的季節性變化所導致，更有可能是由於地表允許氣體從更深的地方逸出的能力季節性變化。由於火星大氣層太薄，無法阻擋強烈的輻射和高氯酸鹽等高氧化化學物質，火星表面極其不適宜居住。

我們需要的是深入到地表之下，遠離有害的輻射和氧化劑。美國宇航局的洞察號著陸器於2018年11月26日著陸，它通過監聽火星地震的地震回波來開始這一過程，相信深層內部地球物理學家將對此結果將非常感興趣。NASA噴氣推進實驗室的行星科學家和物理學家, 下一步還將會使用遙感尋找可能有水的地方,然後進行深地鑽深。

第五種方法是尋找古代空氣的痕迹。無論您是在尋找當今生命或早已消失的生命跡象，一個主要的問題是，火星的大氣層是否曾經厚到足以讓行星升溫，以至於有機會形成生命。大量的地質證據表明火星曾經溫暖到有液態水存在，但這種情況是在很長一段時間內發生的，還是在間歇性的時期內發生的呢? 仍然懸而未決。美國宇航局MAVEN火星大氣與揮發性演化任務探測器，自2014年以來一直環繞火星運行，研究火星大氣如何與星際空間相互作用。研究可以確定的是火星大氣中的大部分已經丟失。

第六種方法是挑選合適的地方仔細尋找。美國宇航局的下一個任務，火星2020探測測將會前往一個45公里寬的盆地進行探索，這裡的地名叫茲洛隕石坑。之所以選擇這裡，是因為它曾經擁有一個湖泊，一條河流從周圍的高地流入，形成了一個巨大的三角洲。三角洲對於保護生物特徵非常有利, 生命存在的證據可能存在於湖水中，或者存在於湖沉積物和水之間的接觸面,或者, 也有可能東西被河水席捲，沉積在三角洲中。

以上是科學家為了尋找火星生命的六個主攻方向，說了這麼多，那麼火星上究竟是否存在第二種生命形式呢? 目前科學家只能雙手一攤，很遺憾我們還沒有找到它。如果火星生命仍然存在，它很有可能會潛入到足夠深的地下，以至於我們迄今使用的軌道儀器和火星車都無法發現它們。

但這並不意味著火星生命不存在。到目前為止科學家還沒有發現任何有關古代火星生命存在的真實特徵，但是所有火星探索研究也沒有提供充足證據證明火星上從未存在過生命。即使在地球上，古代生命的痕迹也是罕見而分散的，所以相比地球，火星的尋找過程將會更加艱難。

如果有一天科學家發現了火星的生命痕迹，那就必須有足夠的證據進行論證。每一個有關火星生命的假設都需要絕對的證據，任何模稜兩可的「如果」、「可能」都將被排除在外。科學界有一句說得非常好，「如果生命存在過，證據就一定會被找到」，讓我們期待找到火星生命的好消息儘早到來。

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