「天問一號」如果遇到火星人，它可能長這樣~ ｜ 把科學帶回家
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導讀
可以說，地球上生命演化的每一步都有確實的化石證據來證明，要是真的有火星人，它們都能星球間航行了，為什麼不直接在地球上殖民呢？反倒讓地球生命從頭開始演化？這完全沒道理的。
撰文 沈夢溪
今年算是一個火星探測的高潮年份，7月20日，阿聯酋的火星探測器「希望」號成功發射，中國的火星探測器「天問一號」也順利升空，稍晚一些的7月30日，美國也有一個火星探測器將會發射升空。
緊隨著這些火星探測器上天的可能是我們的好奇心：火星上到底有沒有生命？
在這裡，我的回答是：我完全不會為火星出現生命而驚奇，甚至覺得火星生命的出現是大概率事件。
一、地球上生命的起源
在講火星上的生命之前，我們有必要回顧一下地球生命的誕生條件和誕生過程。根據目前的主流科學理論，地球形成於大約45.5億年前，那時候太陽也剛剛從一團星雲中誕生，星雲中99%的物質匯聚到星雲中央形成了太陽，而其餘的星雲物質則在圍繞太陽運動的過程中逐漸形成太陽系中的各大行星[1]。
剛剛形成的地球是熾熱的岩漿球，隨後地球快速冷卻，在冷卻的過程中，岩漿中發生化學反應，釋放出了多種氣體，其中就包括了大量的水蒸氣。在地表的岩漿固結形成岩石後，這些水蒸氣就以降雨的形式降落到地表低洼處，這就是最早的海洋。
關於最早的海洋出現在什麼時候，科學家們還沒有定論，有些證據表明海洋可能在44億年前就有了，不過因為在大約40-39億年前，太陽系內經歷過一次被稱為晚期重轟炸事件，在這次重轟炸中，無數的小行星撞擊到了地球上，我們如今見到的月球、火星等星球表面都是密密麻麻的隕石坑，有很大一部分就歸結於此。晚期重轟炸事件將遠古海洋和可能存在的遠古生命的證據都磨滅殆盡，我們現在已經難以研究了[2]。
經歷過晚期重轟炸事件後，大約39億年前，地球上很快又覆蓋了大片的海洋。不過這片海洋中的海水與如今的海水有很大的區別。首先是礦物質，遠古的海洋中礦物質濃度比現在要高很多，可能近乎於滷水一般，由此也造成海水偏鹼性，其PH值可能在9-11之間；其次是溫度，有科學家估計，部分海水的溫度可能在50-70℃之間[3]。
在這片海洋的海底，有些地方因為靠近海底火山，因此常年噴出大量含有礦物質的水，這些水往往呈現白色或者是黑色，因此被人稱為海底黑/白煙囪。這些海底煙囪我們至今在大洋的洋底依舊可以看見。
在這些地方，來自火山的各種無機物逐漸產生各種複雜的有機物，最終形成了生命。我們在初高中都會學到一個實驗，在各大自然博物館也總能見到這個實驗：米勒實驗。實驗的內容就是，在玻璃容器中加入水、二氧化碳、氨氣、二氧化硫等氣體，一邊加熱水，一邊給這些氣體通電，最終在容器中發現了氨基酸。現在更多的實驗發現通過無機物可以合成多種多樣的小分子有機物，其中包括各種氨基酸、糖類、脂類，以及核苷酸——核苷酸是構成遺傳物質的基礎。這些實驗無疑支持了生命的化學進化論——生命是由無機物通過化學反應形成的。
當然，關於生命的誕生過程，還有許多其他的理論，但是目前最為主流的就是化學進化論，因為無論是目前觀察到的證據還是實驗的結果都支持了這個理論。拋去對於生命誕生理論的爭議，僅從我們觀察到的證據來看，在38億年前地球上就已經出現了疑似生命活動的證據；而直接觀察到的生命活動痕迹形成於35億年前。這些痕迹被稱為疊層石，是微生物聚集在一起生長，微生物死亡以後，殘留下來的礦物質膠結而成。
二、火星上生命形成的條件
在化學進化論的理論下，總結一下地球生命形成的過程的話就是：液態水、海底火山活動、時間。
而這些條件火星完全具備。火星與地球幾乎同時形成，遠古的火星也存在大量水流動，這些水流的痕迹遺留到了現在，我們在前一篇火星文章中也講到了火星上的水存在的證據（沒做好保濕，火星的樣貌，比地球老了30多億歲）。
火星上外流河河道[4]
而火星上的火山在遠古也
要是從時間上看，如果不考慮晚期重轟炸事件，那麼地球上從45.5-35億年，在這10億年間生命就演化出來了；要是考慮晚期重轟炸事件，那麼地球上從39-35億年，短短4億年間，生命就演化出來了。
火星上的地表水活動一直到35億年左右，地下水活動則持續到25億年左右[4]。也就是說，在火星上環境適宜的時間，完全足夠生命從無到有的演化出來。
所以，綜上，從硬體條件來看，火星上完全有可能演化出生命來。
三、火星有可能出現智慧生命么？
很多科幻電影中會說原本火星上是有智慧生命的，但是後來因為火星氣候變化不得不轉移到了地球上。現在還有些人通過NASA發布的火星地貌圖片，費盡心思去尋找疑似火星人的地貌，搞出各種吸引眼球的大新聞。
當然，這種說法在現代的科學理論中是完全站不住腳的。首先，地球上的生命演化歷程是很清晰的，從大約35億年前出現生命活動痕迹，隨後一直緩慢演變，一直到大約6億年前，出現了肉眼可見的多細胞生物。
到了大約5.3億年前就是大家所熟知的寒武紀生命大爆發了，這一期間出現了大部分現生生物的祖先，其中就有人類的遠祖——魚型動物。
到了大約4億年前，動植物大規模登陸，一部分魚類演化成兩棲動物；大約3億年前，兩棲動物演化成爬行動物。
大約2億年前，一部分爬行動物演化成恐龍，另一部分則演化成原始的哺乳動物；到了6500萬年前，恐龍滅絕，哺乳類繁盛起來，一直又到了400萬年前，人類的祖先才出現，而我們則屬於智人種，20萬年才出現。
可以說，地球上生命演化的每一步都有確實的化石證據來證明，要是真的有火星人，它們都能星球間航行了，為什麼不直接在地球上殖民呢？反倒讓地球生命從頭開始演化？這完全沒道理的。
其次，更不用說我們目前對火星的觀測，完全沒有發現任何智慧生命遺留下來的遺迹，都能星際航行了，建個摩天大樓就這麼難嗎？為什麼我們只能在火星上見到光禿禿的隕石坑，而且這些隕石坑從大約39億年前開始，就沒怎麼改變過了。
所以，我們現在其實可以下一個定論：火星人並不存在。
四、火星上如果有生命，它們會是什麼樣子？
如果火星有生命，這些生命可能長什麼樣子呢？
我們又必須對比一下地球上生命演化的歷程了。火星上有大規模地表水的時代是從41億年-35億年之間，其中火星上的地下水可能會繼續活動到了約25億年前左右。
地球在這一時期的生命，主要是一些原核單細胞細菌，這些細菌的生存並不需要陽光、氧氣以及舒適的水體，它們可以在無氧、黑暗、高溫、寒冷、乾旱、高鹽度等極端條件下存活，它們可能長這樣：
正因為我們在地球上各種極端條件下都發現過這些微生物，所以從我個人來看，如果火星上獨立演化出來了生命，它們大概還能夠在火星的南北極，或者是有地下熱液存在的地方存活到現在的。
五、比較行星學
最後這段本來不想寫，不過考慮到剛剛高考完，那麼在這裡就順便介紹一下這個學科好了。
比較行星學，是一個非常年輕的學科，它研究什麼呢？正如我們在上文所用到的思想，它通過對比地球和類地行星的演化條件的異同，來研究行星演化、地外生命演化等科學問題。
當然，在這個學科下面，其實可以細分為天體生物學、行星地質學、行星遙感、行星化學等多個細分方向的。
最後說一句，目前所知，這個學科及其相關方向，是不招收本科生的，都是研究生的專業，嗯，祝願各位學子考上好大學，未來有興趣讀研的可以考慮一下這個方向，加油鴨！
參考文獻：
[1]林楊挺,歐陽自遠.太陽系形成及演化研究方法[J].地學前緣,1998(01):62-72.
[2]李三忠,許立青,張臻,孫文軍,戴黎明,郭玲莉,曹花花,張國偉.前寒武紀地球動力學(Ⅱ):早期地球[J].地學前緣,2015,22(06):10-26.
[3]史曉穎,李一良,曹長群,湯冬傑,史青.生命起源、早期演化階段與海洋環境演變[J].地學前緣,2016,23(06):128-139.
[4]趙健楠. 火星南部古湖泊的地質特徵及其對古氣候環境的指示意義[D].中國地質大學,2017.
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作者簡介：文章於2020年7月23日發表於微信公眾號 把科學帶回家（「天問一號」如果遇到火星人，它可能長這樣~），風雲之聲獲授權轉載。責任編輯：祝陽
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