科技版~超遜偵探~UOD之32~遨遊*火星*
“火星快車”號無人探測器繪製火星神秘極光
科技版~超遜偵探~UOD之32~遨遊*火星*
美國宇航局的火星勘測軌道器(MRO)拍下一些靚麗的火星照片發送回了地球。火星勘測軌道器2006年3月到達火星,它上面裝有6架儀器,包括攝像機和雷達,其中的HiRISE可以拍攝到特別清晰的火星照片,從而讓科學家最詳細地觀看到火星上的獨特風景。通過研究火星的地質和氣候,科學家希望確定火星是否曾經有過生命的存在,有一天人類是否可以移居到火星上去。
1.火星岩層之謎
火星勘測軌道器看到了火星北極滿是塵埃的冰層一層層疊加起來,直達3公里的厚度,揭示了火星北極博勒拉峽谷(Chasma Boreale)懸崖的地質形成結構。在此圖像中,這些堆積的冰層顯示有不同的內層,這意味著在此冰層形成時,火星上的氣候發生了變化。此沉積層截面還反映了與眾不同的沙層和滿是塵埃的冰層。這種層次交錯的地形特徵出現在此沙層之中,表明其每一層來源於一個沙丘,而此沙丘隨後被冰覆蓋了。
2.歐羅姆(Aureum Chaos)上的雪崩
第一眼看這些藍色的波形有點像是海上的波浪,這是火星勘測軌道器拍攝到的露出歐羅姆混亂高原地表的火星層岩和丘岡,長約6公里。Aureum Chaos地質史十分複雜,科學家認為,該低地曾經充滿沉積岩、冰、塵埃、沙粒或火山灰,後來由於地表下岩漿冷卻、冰融解或水"流失"而形成空洞,致使上面的沉積岩倒塌在空洞中,結果在地表形成如此混亂狀態的地形。此圖片上的顏色差異表明侵蝕還在加劇。
3.米亞莫托(Miyamoto)彈坑的財寶
在此照片上,專門研究火星地形礦物組成的火星專用小型偵察影像頻譜儀揭示了米亞莫托(Miyamoto)彈坑中的頁矽酸鹽。科學家認為這些礦物質是在水中形成的。火星科學實驗室探測器將進一步探測這一地形。
4.顯露流體流動跡象的溪穀
戈耳貢(Gorgonum Chaos)充滿亂七八糟的溪穀、懸崖和平原,其附近的溪穀具有充足的證據,可證明一些流體曾經流經過火星。由於它們與地球上水形成的地形酷似,這些溪谷表明火星流體曾在幾百萬年前出現過。
5.解密北部冰蓋沙丘
此圖片上展示的沙丘區域位於火星北極冰蓋附近。在每一個火星冬季裏,溫度低到零下143攝氏度,固體二氧化碳就形成了北極冰蓋。當春季到來溫度上升到18攝氏度時,此冰蓋直接昇華成氣體。圖左邊那些偏遠的新月牙形沙丘是由從南至北的風形成的,同樣通過昇華而解凍。
6.解密玄武岩沙地
火星沙丘上的黑點是霜凍在昇華的地方,從而顯露出更加黑暗的玄武岩沙地。由於這些沙丘酷似地球上的沙丘 ,可幫助科學家深入瞭解火星氣候條件。
7.雪崩揭露火星水迴圈
冰和沙從690米高的斜坡上奔騰而下,形成了壯觀的雪崩景象。HiRISE拍攝到的火山活動不到4處,表明這種狂暴活動很少出現在火星平靜的地形中。科學家將研究這些火山灰燼,以瞭解火星水迴圈是如何在水汽和冰之間進行的。
8.條紋直下
火星表面的巴拉姆(Bahram)峽谷長320公里,上面有明暗的條紋從斜坡上直瀉而下。此暗色斜坡上顯現較亮條紋的罕見圖片能幫助科學家檢查此條紋是如何形成的,結果表明可能是雪崩或風化形成的,也可能是液體留下的汙跡。
火星勘測軌道飛行器( MRO)是美國國家航空航天局的2005年火星探測計畫之一。這項計畫的主要目的是將一枚偵察衛星送往火星,以前所未有的解析度對火星這顆紅色行星進行詳細考察,並且為往後的火星地表任務尋找適合的登陸地點,同時為這些任務提供高速的通訊傳遞功能。這項計畫預計將在火星軌道運行至少四年,並且成為火星的第四個正在使用中的人造衛星與第六個正在使用中的火星探測器(四個衛星加上兩台火星探測漫遊者)。
在2011年6月1日,機遇號火星車在火星表面又行駛了482英尺(約合146.8米),至此,在她長達88個月的火星探險征程中,機遇號的行駛總里程已經超過30公里,這已經超出最初的任務設計指標50多倍。
在她的考察旅途中,機遇號曾經沿途經過了很多大大小小的隕石坑,其中最年輕之一的是一個被命名為“天空實驗室”(Skylab)的隕石坑,機遇號上個月剛路過那裏。在這張5月12日拍攝的照片中,機遇號看到這個隕石坑周圍散落著無數的岩石碎屑,可以想像當時隕星撞擊地面時的威力有多麼巨大。
這個隕石坑的名字來自美國的第一個空間站,這個隕石坑不大,直徑只有9米。機遇號僅僅路過並進行了簡單的考察,隨後便繼續向著她最終的目標:“奮進”隕石坑(Endeavour crater)進發。這可是個大型隕石坑,直徑超過22公里。從散落的岩石和小型沙丘的分佈情況來判斷,“天空實驗室”隕石坑非常年輕。研究人員判定它的形成年代距今大約10萬年左右。
2004年1月份,機遇號和她的姊妹火星車勇氣號一起登陸火星表面展開為期3個月的科學考察之旅。但兩個火星車的表現都遠遠超出了設計者的預期,在火星上連續工作了6年之久,而機遇號甚至目前仍然奔跑在這顆紅色星球的表面。
兩個火星車一起做出了重大的發現,證明火星表面曾經存在可以支持微生物生存的環境條件。但2010年3月,勇氣號和地球失去了聯繫。在無數次失敗之後,最近美國宇航局已經正式宣佈放棄和勇氣號重新取得聯繫的嘗試。
美國航天局下屬噴氣推進實驗室5月24日宣佈,在經過多次嘗試失敗後,地面控制人員不得不決定放棄喚醒“勇氣”號火星車的努力。控制人員對近幾個月以來所作的努力進行評估後認為,重新喚醒“勇氣”號火星車的可能性非常渺茫。地面控制中心在5月25日完成發送對“勇氣”號的最後一次聯繫後,已經徹底放棄喚醒勇氣號火星車的努力。
在過去10個月裏,地面控制人員一直試圖利用火星上陽光充足的機會與“勇氣”號火星車取得聯繫,但沒有收到任何回饋信號。去年“勇氣”號火星車經歷了其登陸火星以來最寒冷的冬季,安裝在火星車上的太陽能電池已無法重啟電能供應,而且其關鍵部件和通信系統已被凍壞。噴氣推進實驗室同時宣佈,美航天局正在為新一代“好奇”號火星車的發射進行積極準備,發射時間定在今年11月。屆時,“好奇”號火星車將與另一輛火星車——“機遇”號同時執行火星探測任務。目前,“機遇”號火星車運行正常。就在美國宇航局的工程師們宣佈放棄重新喚醒勇氣號的努力時。在火星的另一半球,勇氣號的姊妹:機遇號,正全速向著一個大型隕石坑“奮進”(Endeavour Crater)前行,如果她能最終成功抵達,那麼這將成為人類機器人訪問過的最大的火星隕石坑。
勇氣號和機遇號於2004年1月份成功降落于火星表面,隨後開始展開搜尋火星是否存在水的考察之旅。根據設計指標,這兩輛孿生火星車在火星表面的嚴酷環境下只能存活3各月,但是她們的實際表現遠超預期,一直工作至今,生存了超過6年。勇氣號甚至還登上了哈斯本德山(Husband Hill)的山頂,這是第一次一輛火星車在另一顆行星上登山;她還找到了顯示火星上曾經存在熱泉和其他有水環境的礦物學證據;原設計中沒有預料火星車能度過火星上可怕的冬天和狂暴的沙塵暴天氣,但是勇氣和和她的姊妹機遇號一起熬過了3個火星冬天。
在我們賴以生存的地球上,科學家們在最寒冷、最酷熱、最不適合生命存在的地方都找到了生命的痕跡。下一步,科學家們將探尋生命的目標瞄向了火星、土衛六及其它地外天體。近年來,數枚像“凱西尼號”這樣的星際探測器向我們不斷展現著地外風景,在太陽系內尋找生命的活動也達到了一個新的水準。但如果我們不瞭解地球生命繁衍生息的秘密,那麼我們就無法有清晰的思路在太陽系甚至更遠的地方去探尋生命的蹤跡。
2005年7月3日,“深度撞擊”飛船拋下一個重達400公斤的探測器去撞擊“坦普爾-1號”彗星旨在研究該彗星的彗核物質構成情況,科學家們希望通過這場人造太空災難來獲取有關地球生命形成的原始資料。我們知道,地球上一切生命的構成都有著相同的規則:蛋白質由氨基酸構成,基因則由核甙酸分子構成。
問題的關鍵在於這些物質是如何出現在地球上的。根據計算,地球生命誕生於45.5-34.5億年前。或許,就是在這一時期內有一顆像“坦普爾-1號”彗星這樣的天體將生命的種子帶到了地球上。科學家們在詳細分析了“深度撞擊”探測器提供的資料後得出結論稱,探測器與“坦普爾-1號”彗星撞擊後激起大量彗星物質並噴灑在周圍空間,其中有大量的有機物分子。根據這一事件可以推測,彗星中本來就含有大量構成生命所必需的物質。
另外有科學家認為,地球生命的構成物質是地球自主生產的。兩年前,科學家們就人工合成了核糖,這是構成DNA的重要物質之一。在人工合成核糖實驗中,科學家們還模擬出了地球早期荒漠中的化學條件。
在這一研究領域,最令科學家們頭痛的問題是這些生命構成的基本物質是如何發展成最原始的生物個體的。一些研究人員認為,是海浪將富含有機物的水份帶到了周圍的沼澤地中,那裏有充足的陽光和定期的水份供應,這為最原始的生物化學反應起到了類似於催化劑的作用。另一些研究人員認為,生命起源于海底山脈周圍的淤泥中,因為這些地區的地殼裂縫可以保證生命形成所必需的礦物質和能量供應。
相信在不久的將來,隨著科學技術的發展和太空探測技術的不斷進步和完善,人們距離地球生命起源之謎的謎底將越來越近。
我們都知道,生命的誕生和繁衍需要某種液體做媒介。在氣態的環境裏,分子飄逸的速度非常快,因此它無法參與生命存在所必需的足夠複雜的化學反應。在固態媒介中則正好相反,分子運動受到極大限制無法自由活動。而只有液體才是最佳的生命誕生媒介,只有在液態環境下,分子才可能完成各種很必要的移動以完成相互結合。
地球是一個相當潮濕的地方。在生命誕生之初,地球幾乎到處被汪洋、湖泊和河流覆蓋著。地球大氣中的雲層中也富含水蒸汽,水甚至還能滲入地下數公里深處的地殼中。無論是在戈壁荒漠還是在懸崖峭壁,水在整個生命進程中發揮著不可替代的作用。換句話說,只有水才能支持生命的存在和繁衍。那麼是不是只有地球生命的存在需要水的支援呢?
這是天體生物學研究的重要問題之一。從理論上講,以碳原子為基礎的其他外星生命形式可能會以其他液態天然氣或烴類物質作為生存媒介。而如果這些生命形式並不是由碳原子構成的,而是由其他元素(如矽)構成的,那麼這種液態媒介也可以是其他類型的液體。
今天,科學家們在尋找外星生命的過程中就將主要目標集中在那些可能存在水或者其他液體的星球上。然而,也有部分天體生物家認為,也許某些外星生命的存在根本就不需要水。火星是目前唯一一顆被證實有水存在過的星球,另外木衛一、木衛二上也完全有可能存在水。在另外一些天體上儘管不存在水,但有可能那裏的其他液體同樣也能維持生命的存在和發展。如金星上的硫酸,木星上的液態氨,土衛六上的液態甲烷海洋等等。
普林斯頓大學的地質微生物學家圖裏斯-溫斯托特曾去南非的礦井中尋找以核能作為生命動力的生命。他和他的同事們悼念了大量沉積在古老礦井中的水並將其運送到實驗室,化驗結果顯示,地下5000米深的這些古老礦井中生存的微生物與地面水中的微生物幾乎沒有任何聯繫。據圖裏斯-溫斯托特表示:“我們研究的這一地區與地面隔絕了已經有數千萬年了”。
科學家們稱,根據種種跡象判斷,這些微生物生活在無太陽光條件下,它們依賴一氧化碳和水生成的碳化物生存。發生這一化學反應的能量來源便是氫,而這裏的氫則由岩石中的放射性物質破壞水分子生成。圖裏斯-溫斯托特表示:“我們可以看得出,這裏存在微生物是毫無疑問的,只不過它們得依靠核能生存”。
這一發現說明,火星或著是土星和木星的衛星上都有可能存在生命。按照這一推理,我們可以猜測,太陽系其他行星及其衛星深處或表面都可能存在著生命,甚至某些星體上的生命至今依然在繁衍。
如果你在海上漂流或者遭遇暴風雪,你就會深刻體會到我們的地球並不那麼好客,然而與太陽系其他星球相比而言,我們的地球卻能夠讓我們生活得那麼舒適。地球表面的溫度相對穩定,同時地球表面的各大洲也都有液態水供應,地球上空的臭氧層也在時刻保護著地球免受宇宙射線的強烈輻射,同時還讓足夠的太陽光來照射在地球表面以滿足生物光合作用之需。我們感恩這一切讓地球陸地擁有森林和草原,讓海洋長滿數十億噸的藻類。
然而,地球之外哪里還會有地球這樣的生命溫床呢?就拿地球的近鄰火星來說吧,儘管科學家們還沒有搞清楚其表面液態水到底是如何形成的,但火星沒有能夠防宇宙射線的臭氧層,暴風而輕而易舉地將其表面的砂石和塵埃吹到數千公里遠的地方,那裏的溫度最低可達零下數百度,而溫室效應尤其明顯的金星表面溫度卻能夠高達數百攝氏度。
科學家們根據最近幾年的研究發現,就是在地球這張生命的溫床上,生命也可以在一些極端條件下生存,尤其是那些所謂的好熱性微生物。這類微生物在熱噴泉和海底裂谷中可輕易地找到,儘管這些裂谷時不時噴發出熾熱的熔岩,但這裏的微生物自身特殊的化學構成已經足以讓它們經受住如此高溫的考驗。如,這些微生物體內一種特殊的酶就能夠保護蛋白質分子免受熱作用的破壞。
同樣,生命也能夠在極端酷冷條件下生存。美國賓夕法尼亞州立大學的微生物學家吉恩-布倫奇利在厚達3000米的格陵蘭冰川下取得一塊12萬年前形成的冰塊。通過現代科學研究手段,科學家們發現這裏也存在微生物。據吉恩-布倫奇利稱:“我們發現這塊冰上長滿了微生物,而且還不只一種”。
據科學家們稱,在我們決定去哪里尋找生命之前,先應該考慮我們到底要尋找什麼。如果說地球之外真的存在著某種生命,那麼它們很有可能都是些微生物。因此,我們應該使用分子水準上的微生物探尋方法。據該校從事此方面研究的大衛-維特格林稱:“我們曾深度研製一套儀器,讓它在同一地點同時識別出碳氫化合物、蛋白質、DNA和其他生物標識。如果我們同時發現了這些物質,那麼我們就可以肯定這個地方存在著生命”。
如果說生命只能在DNA的基礎上形成,那麼生命就只能在那些擁有磷、氮和各類糖份的星球上存在。按照這樣的推理,火星、木星等這類行星上存在生命的可能性就會很小。如果科學家們能夠培養出DNA的替代品,那麼從原則上來講,其他星球上存在生命的可能性就會大大提高。
當然,在目前這個階段,有關外星生命的存在形式討論最多的並不是生物學家,而是好萊塢的電影劇本作者。幸運的是,人類現已經開始勇敢地實施各類太空探險計畫,同時人類至少認識到我們的探測器應該飛向哪里、我們在地外之外會遇到什麼東西。在地球上環境最惡劣的地區都會有生命存在至少讓人類看到了在外星找到生命痕跡的希望。下一步,科學家們要做的事就是不斷努力去飛越各顆星球、去尋找想尋找的東西。
*幻羽*遨遊篇