1. 如果想要探測火星上的生命,並對它進行DNA測序,要怎麼做
探測火星上的生命並進行DNA測序?當麻省理工學院科學家克里斯托弗·卡爾(Christopher Carr)在9歲的時候造訪夏威夷的一個綠色沙灘時,他可能沒有想到,有一天他會用腳下的小橄欖石晶體來尋找外星生命。卡爾現在是麻省理工學院地球、大氣和行星科學系(EAPS)和麻省總醫院聯合開發的地外基因組搜索(SETG)儀器科學首席研究員,致力於將生物學、地質學和行星科學結合起來,幫助理解宇宙中生命是如何進化的。

此外,SETG改進可能對行星保護具有重要意義,其目標是防止和盡量減少地球對太空環境的生物污染。即使在新檢測限的SETG儀器,Mojarro能夠區分人類DNA和芽孢桿菌的DNA。如果我們探測到其他行星上的生命,需要一種技術,能夠區分搭便車旅行的微生物與地球和火星上的生命。
在發表在《天體生物學》研究論文中,Mojarro和Carr認為這些發展可能會填補地球生命故事中缺失的一些空白。如果火星上有生命,那麼很有可能它與我們有關。引用之前的研究,這些研究描述了在重轟擊晚期(41億到38億年前)行星間的物質交換。如果SETG在未來探測到火星上的DNA並對其進行測序,結果可能「改寫我們對自身起源的認識」。
2. 如何知道火星上有生命
說真的,對這個問題,我們現在還回答不出來,除非科
學家登上火星並進行研究,否則,我們可能永遠不會知道。
不過,根據目前我們所掌握的知識來看,火星上是有希
望存在生命的。誠然,火星探測器「水手九號」從火星上方
1600公里的位置上,對火星的所有區域進行了觀察,並
沒有發現什麼生命跡象。但是,如果用同樣的方法,在同樣
的高度向地球窺探,也同樣不會發現地球上的生命跡象。
火星的大氣十分稀薄,只有地球上大氣密度的百分之一,
而且,它的成分幾乎都是二氧化碳。還有,火星離開太陽的
距離是地球的一倍半,那裡的溫度會象地球南極洲地區夜間
的溫度那樣低。而在它的兩極地帶,低溫會使二氧化碳凍結
成為固體。
如果沒有特殊的保護措施,人類是無法在這種環境里生
存的。事實上,地球上的任何動物都無法在那裡生存。到火
星上去的「地球人」只能在室內或地下洞穴里生活,然而,
這是不是就意味著火星上不存在能適應火星條件的高級生命
形態呢?應該說,存在的機會是很小的,但不能完全排除。
那麼,簡單的生命形態——象地衣一類的植物和細菌類
的微生物——會不會存在呢?它們存在的機會要大得多,或
許,火星上的環境對它們還是相當不錯的哩。大家知道,過
去人們曾希望月球上有可能存在著簡單的生命形態,這種希
望現在正在逐漸破滅,但火星上的條件要比月球上好得多。
火星離開太陽比月亮離太陽遠,又有一層可以起一些保護作
用的大氣,因此,火星所受到的會把形成生命所必須的復雜
分子破壞掉的強烈太陽輻射會少一些。
還有,由於火星比月球冷,又比月球大,它就更能成功
地把造成生命起源的揮發性物質保留下來。火星上有豐富的
二氧化碳,肯定還含有水分。有了這些東西,生命就能夠形
成,既然地球上有某些十分簡單的生命形態可以在類似火星
的條件下繼續生存下去,那麼,從一開始就適應於火星上的
條件的生命形態,就更應當如此了。
「水手九號」所拍攝的照片表明,火星上的條件不一定
總象目前那樣嚴酷:火星上有火山地帶,有一座大火山叫尼
克斯·奧林匹亞,這座山的直徑比地球上的任何一座火山都
要大上兩倍。這表明火星從地質學上說是一個活躍的世界,
它正處在變化之中。
火星上有一些曲折的線條,大家都覺得這些東西看起來
像是河道,有的天文學家甚至認為,這些線條的外表就能說
明,不久以前(從地質學上說),這里有水流過。還有一點,
火星兩極的冰冠看起來似乎有周期性的消長變化。
可能火星會交替著經歷兩種狀態。一種是漫長的冬天,
這時候,大部分大氣都凍結了,只剩下極其稀薄的一點兒
(目前正是如此);另一種是漫長的夏季,這時候,全部大
氣都將化為氣體,大氣層會跟地球的一樣稠密。
也許,火星上的生命目前正在火星的土壤里休眠,一到
長夏來臨,大氣濃厚起來,水也流動起來時,那裡的生命就
會比我們目前所想像的更加欣欣向榮地生長起來。
3. 為了了解火星上是否有生命存在,科學家設計了一個實驗方案:假如宇宙飛船能將火星土壤帶回地球,可將火星
生物具有一下特徵:1、生物的生活需要營養.2、生物能夠進行呼吸.3、生物能排出體內產生的廢物.4、生物能夠對外界刺激作出反應.5、生物能夠生長和繁殖.6、除病毒外,生物都是由細胞構成的.如果火星上有生物,生物進行呼吸作用,密閉箱子內的氧氣會減少,二氧化碳會增多.因此可以通過測定氣體的成分比例是否發生變化來判斷火星土壤內有沒有生物.生物的呼吸.生物能排出體內產生的廢物,都屬於新陳代謝.
故選:B.
4. 怎麼尋找火星生命
1890年,美國天文學家珀西瓦爾·羅威爾利用大型望遠鏡觀測火星,偶然發現在火星表面存在著一些溝壑,這些東西看起來和地球上人工開鑿的運河極為相似。人們開始懷疑有「火星生命」的存在,大量關於「火星人」的科幻故事也廣為流傳。科學家們一直相信火星上有水資源的存在,而且可能是在火星兩極或大氣高層中以冰雪及水蒸氣的形式存在。甚至有許多科學家相信,火星上也可能曾分布有河流和冰川。因為從目前觀測到的照片來看,火星上有許多峽谷和溝壑看起來應該是水流沖擊而成的。為了證明火星上的確有生命之源——水的存在,美國和前蘇聯兩個超級大國從20世紀60年代起就開始了大量的火星探測工程。
1960年10月,前蘇聯先後兩次發射了火星探測器,不幸的是都沒有火星的軌道就失事了。
1962年11月1日,前蘇聯又發射了3個火星探測器,其中一個在飛往火星的途中與地球失去了聯系,而另外2個只飛到火星的軌道上便停留在那裡了。
1964年11月28日,美國發射了「水手4號」探測器。在1965年7月14日飛至距火星9280千米的地方,「水手4號」成功地在近距離拍到了22張關於這顆紅色星球的照片。
1971年5月19日和5月28日,前蘇聯連續發射了「火星2號」和「火星3號」探測器。同年的12月15日,前蘇聯的「火星3號」首次在火星上著陸,並從火星表面向地球發送數據達20秒。
1971年5月30日,美國又成功發射了「水手9號」探測器,同年11月14日,「水手9號」駛入距火星1280千米的軌道,並在該軌道上運行將近1年時間,拍攝照片7328張。依據這些照片資料,美國第一次為火星上的高地、火山、窪地和峽谷等地形命名。
1975年8月20日和9月9日,美國又分別發射了「海盜1號」和「海盜2號」探測器。1976年7月20日和9月3日,這2個探測器依次在火星上成功著陸,大量新的寶貴數據和圖像被發回到地球。其中的「海盜1號」在火星上工作了6年,兩次登陸都沒有在火星上找到任何有生命的特徵或痕跡。
火星奧斯匹斯山山口俯瞰由上述事實可看出,在這些早期的火星探測中,最成功的應該是美國的「海盜1號」和「海盜2號」探測器。美國宇航局於1975年發射了這兩艘「海盜號」火星探河器。探測器經過為期一年的星際旅行,終於成功進入了火星大氣層,並分別在火星著陸。科學家們在這兩個著陸器上裝備了大量的精密儀器,這些儀器能分析火星的土壤,同時也能對火星上的氣壓、風速、溫度等指標進行測量,並確定了組成火星大氣的元素構成。為了探測火星上是否存在生命的跡象,科學家們還專門設計了一些實驗。在這些實驗中,探測器先是用機械手臂挖掘採集了火星的土壤樣本,再通過實驗來對土壤樣本進行分析研究,結果發現,火星土壤中能夠釋放出氣體。然而那時的科學家卻將之歸因於化學反應。
在1999年,曾為美國宇航局工作過的南加利福尼亞大學的神經生物學家約瑟夫·米勒要求美國宇航局重新研究20多年前的實驗結果。因為米勒堅信,美國宇航局在1975年發射的「海盜號」火星探測器探測收集到的資料中,有可以證實火星上存在生命的證據。但由於後來有關的資料丟失了,到目前為止,美國宇航局的研究還只能證明火星表面發生過化學反應。米勒進一步指出,是美國宇航局把實驗的數據弄丟了。美國宇航局考慮了米勒的意見,徹底查找了檔案里的資料,終於有一份被忽視已久的電腦記錄被找了出來。由於這份記錄所用的是極為陳舊的編碼格式,已經沒有能識別這種編碼程序的設計師在世。因此米勒只能靠美國宇航局人員保留下來的數據備份進行自己的研究工作。那些數據很少,只是原來的1/3而已。米勒把資料集中起來進行分析,終於得出結論,認為在火星上很可能有過生命。2001年11月28日,他在聖迭戈召開的科學研討會上,米勒將他的研究成果公布於世。
進入20世紀90年代以後,由於前蘇聯的解體,火星探測幾乎成了美國人的「專利」。美國在這期間先後進行了多次火星探測。
1992年9月24日,為了考察火星的地理和氣候狀況,美國發射了「火星觀察者號」探測器,為載人飛船飛往火星探測道路。
1996年,美國將「火星探路者號」探測器發射到太空中,並把相當多的火星照片發回地球。3個月後,美國「火星全球測量者號」探測器進入火星軌道,開始繪制火星地圖。
2001年10月29日,美國火星探測器「2001火星奧德賽」又在火星上取得了大量的探測結果。
2001年11月底,美國科學家對火星探測器發回的新照片進行了研究,提出了火星表面部分地區很可能存在水的固態形式(即冰)的設想。這項研究結果認為,火星表面在早期分布著廣闊的海洋,火星上每平方公里擁有的水量甚至比地球還多。
美國布朗大學的科學家在英國《自然》雜志上發表文章說,「火星環球勘探者」探測器仍在圍繞火星飛行,並向地球發回了8000多張高清晰度照片。在對這些照片進行研究後,發現有一種地形較為光滑。科學家認為,這種地形表明該區域的土層是多孔的土壤裡面滲入了水後結冰、凝固而成的,或者是水混合了冰、塵土和岩石等,在火星表面形成了一層厚度達90厘米的覆蓋層。在龐大的火星表面,從火星寒冷的南極直到大約南緯60度的很大一片區域里都是這樣的含水區。
雖然目前只找到了水分解反應的產物之一——氫原子,但是這一發現對於推測火星曾經有過的含水量大有幫助。
研究還表明,早期的火星上有一個海洋,其深度最深可達1.6千米。由於發生了化學反應,加上小行星和彗星的撞擊,致使火星在過去幾百萬年中逐漸失去了所有的水分。
研究人員認為,水仍然存在於火星土壤深處,或者是處於冰凍狀態。
假如將來可以證實這一發現,連同其他火星上有水的證據,便會使火星上曾經存在液態水甚至簡單生命的可信度大大提高。假如人類可以進一步探測出充足的水資源,那麼,人類進行更進一步的火星考察乃至移居火星都將變得更加容易。
5. 如何探尋火星生命
對地外生命的探索是當代科技的重大問題。根據對地球生命的產生和發展研究,科學家找到了生命產生和存在的3個要素:有機物、水和溫度。有機物是構成生命的基本物質,溫度提供生命活動的能量,水是生化反應必須的介質和內外的環境。自從20世紀60年代發現星際有機分子到現在,我們已經在星際空間、流星、彗星上發現了各種各樣的有機分子,從簡單的甲烷到復雜的氨基酸。可以認為,有機物在我們周圍的宇宙空間中是很多的,足以滿足產生生命的需要。據此,有的科學家甚至提出地球生命起源於地球之外的觀點,比如,有人推測地球上的早期生命是彗星帶到地球上來的;溫度也不成問題,銀河系約有1500億顆像太陽一樣的恆星,恆星周圍的地帶都沐浴在恆星溫暖的光芒里;三個條件中最不容易滿足的是水,只要找到水,我們就有相當大的把握斷定,尋找生命存在。特別在太陽系裡面,尋找生命的首要任務是找到水,有水就有可能找到生命。
火星是太陽系第四顆行星,一個世紀以來,火星一直是人類視線的焦點。因為火星是太陽系中最像地球的行星。火星的直經約6750千米,是地球直徑的1/2多一點點,把它和地球並排放在一起,看上去就像一個乒乓球放在一個大蘋果旁邊一樣。它的質量只有地球的1/10。火星上每年有687天,每天有24.5小時。像地球一樣,它也有南、北極的「冰帽」(極冠),也有春、夏、秋、冬。當然,由於它離太陽比地球遠1.5倍,所以,在它的赤道上,中午最熱時只有-21℃,而在兩極半夜最冷時可達-103℃。從宇宙角度來看,它和地球之間的這點差異可以算作微乎其微。無怪乎科學家都把發現地外生命的希望寄託在火星上。
要在火星上尋找生命,首要的任務也是找水。但是,火星的引力太小,幾乎拉不住空氣,火星上的大氣非常稀薄,其密度大約和地球上30~40千米高空的一樣。所以,火星表面保存不住液態水,它們會很快蒸發掉。從火星傳回的照片上可以看到火星表面荒蕪而凄涼、遍地是紅色的細沙和礫石。狂風起時沙塵滿天,甚至遮蔽了整個星球。從1997年起,人類開始重返火星,宇宙飛船給我們發回來了豐富的資料,使我們對火星的認識和了解進了一大步。但是,真正給我們帶來振奮人心的好消息的,是美國的「奧德賽」火星探測器。它於2001年4月7日發射升空,同年10月23日深夜進行環繞火星軌道。
「奧德賽」的一個重要任務就是找水。它攜帶了高能中子探測器和中子分光儀,其功能是詳細探測火星的近地表層,確定火星地表以下2米內的含水區域。高能中子探測器能夠探索測出火星地表中子流的動能差別,並近捕捉到中子釋放出的熱能,進而判斷水的存在。
2002年3月,「奧德賽」探測器發現,從冰冷的火星南極綿延至南半球緯度60°處、從冰冷的火星北極至北緯50°之間,甚至北緯30度附近都有水的分布,盡管這些水分只覆蓋了很少的火星表面。科學家發現,火星上的水呈固態,這冰凍水在火星地表以下1~2米、甚至更深的地方,其厚度超過1米。與火星南半球的冰凍水相比,其北半球的冰凍水更厚,分布更廣。
火星上發現大面積水的分布,是近年來火星控測的最大收獲。它告訴我們,火星很可能有生命存在,這是最鼓舞人心的。其次,它預示著今後人們到火星上去探險,可以不用從地球上帶水去,這將大大減輕飛船的重量,節省大量的能源。火星水以固態存在於地表之下,也解開了長期以來困擾科學家的一個難題:火星上的水是從哪兒來的,又流到哪兒去了?研究表明,大洪水是火山爆發,隨岩漿噴發出大量的水分,加上熔岩的熱量又使大量地表的固態水融化而形成的。這些水分一部分蒸發散失到太空里,另一部分通過疏鬆的火星表面滲入地下,又重新凍結並存儲起來。
這樣看來,賴以生存的水源在火星上確實存在過,火星生命的存在不僅僅只是科學幻想而已,一切都還有待於科學家的探索與發現。
6. 判斷火星上是否存在過生命的依據是什麼,為什麼
科學家發現有類似水流過的痕跡 認為火星原來有水 由此推斷可能會有過生命.火星上最有可能有生命體,火星是和地球相似度最高的一個星球
7. 火星上是否有生命存在
研究發現火星有適宜生物存活的條件,火星上是否有生命存在,目前來說,火星上生命的可能性是天體生物學的一個重要課題,因為它與地球的相似之處非常多而且又是我們的近鄰。不過迄今為止,還沒有發現火星上過去或現在有任何生命存在過的直接證據。據研究表明,在火星的遠古時期,它的地表環境具有液態水,可能適合微生物的生存。不過可居住條件的存在並不一定表明生命的存在的,因此是不能證明有生命存在的。

總結:研究發現火星有適宜生物存活的條件,火星上是否有生命存在,目前來說,火星上生命的可能性是天體生物學的一個重要課題,因為它與地球的相似之處非常多而且又是我們的近鄰。不過迄今為止,還沒有發現火星上過去或現在有任何生命存在過的直接證據。在火星的遠古時期,它的地表環境具有液態水,可能在遠古時期存在生命,但也不能確定,因為影響因素很多。
8. 人類研究火星上懸否存在生命採取了哪些方法和手段
從20世紀90年代後半期開始,美國發射了「火星環球勘探者」、「火星探路者」、「火星氣象探測器」、「火星極地著陸者」、「火星奧德賽」、火星勘測軌道飛行器等火星探測器對火星進行科學探測;歐洲也於2003年發射了「火星快車」號探測器,可惜在著陸時失敗。今後,人類對於火星的探測還將繼續進行。
探測火星的原因
火星受到天文學家重視的原因主要有以下幾點:第一,火星表面曾被認為有液體水存在的可能,因此人類一直對火星上是否存在生命體十分好奇,而地外生命的存在與否一直被列為宇宙探索的一大目標。
如果在火星上發現生命體的存在,無論其生命形式與地球上的生物體征相似與否,都將與生命的起源以及探索生命本質等課題直接相關,對科學界將會是一個極大的沖擊。
另一個原因是天文學家一直想要在火星上實現載人探測。20世紀60年代的「阿波羅登月計劃」使得人類登上了月球,從那以後天文學界對於月球的研究雖然有所減少,卻還是決定在月球建造供人類進行長期觀測的宇宙空間基地,在月亮上邁出人類繼宇宙空間站探索之後的下一步。在成功實現載人登月後,緊接著要實現的便是通往火星的載人飛行。
9. 宇宙生命之謎中,科學家是怎麼判斷其他星球有沒有生命的呢
科學家使用航天探測儀探測宇宙,是如何判斷有無生命的呢?各位,這個問題非常好。首先,它涉及到的是科技類的話題,是老百姓喜聞樂見的話題,很接地氣。其次,這個話題比較輕松,所以是個難得的好題目。最後,作為文字工作者,小編認為,我們在闡述這些科技類話題時,應該盡量客觀、公正,不偏不倚。而且,應該注意我們的價值導向。因為,普及生活小常識,做好科普教育工作,也是我們文字工作者的應盡之責。

科學家們發現,太陽系中唯一還可能存在生命的星球是火星。火星與地球有不少相似之處:地球自轉一圈是23小時56分4秒,火星自轉一圈是24小時37分,地球自轉軸與公轉軌道平面有66度34分的傾角,而火星的傾角約66度1分,所以火星和地球晝夜長短相近,而且也有四季更替。當然,科學家至今都沒在地球以外發現過生命。
10. 火星有沒有生命跡象
火星生命痕跡是美國宇航局(NASA)發布消息稱,利用高解析度電子顯微鏡對火星隕石「艾倫—希爾斯84001」做出的最新分析顯示,這塊隕石晶體結構中的大約25%確實是由細菌形成的。
圖為火星隕石中發現的碳酸鹽小球
生命發現
科學家們一直認為,生命的起源跟演化是宇宙中的普遍現象,浩瀚宇宙中不應該僅有孤單的地球生命存在。帶著開展不同生命和文明的比較學習、研究生命起源等渴望,科學家們一直在孜孜不倦地尋找著地外生命,而火星就是那個最有可能發現它們的地方。
1976年,美國宇航局的「海盜1」號和「海盜2」號探測器成功著陸火星,但卻沒有發現任何有機化合物和生命的跡象,這給期望找到「火星人」的科學家們潑了一瓢冷水,人類探索火星的熱情頓時減弱不少。而其後近20年時間里,美國沒有再發射新的火星探測器。直到1996年,NASA宣布在來自於火星的隕石「艾倫—希爾斯84001」中發現含有火星細菌化石的證據,火星生命才又一次引起人們的興趣。時任美國總統的柯林頓甚至在一次演講中說:「它(隕石)說明可能有火星生命的存在。如果這個發現最終被證明是真實的,這將會是人類對宇宙最輝煌的發現。」
存在爭議
盡管存在爭議,這個唯一的地外生命痕跡仍激起了人們的無限遐想,科學家的目光也都匯集到了這個遙遠的星球上。不過就人類目前的認識水平而言,有機物和水構成的一個或多個細胞組成的一類具有穩定的物質和能量代謝現象、能回應刺激、能進行自我復制(繁殖)的半開放物質系統才能稱之為生命。換句話說,鑒別火星生命只能通過類比地球生命的方式提出,因為這是我們知道的唯一的生命形式。而在人類目前探測能力范圍內,也的確只有火星的條件與地球最為接近。
[編輯本段]生命形式
火星簡介
火星是距離地球最近的行星,在橢圓軌道上繞日公轉。火星公轉一周相當於地球的兩年,自轉一周和地球一晝夜差不多。火星和地球一樣是硅酸鹽星球,內部也有核、幔、殼的結構。火星兩極被二氧化碳組成的白色冰帽覆蓋。火星上還有大氣圈,水圈和一年四季的氣候變化。盡管火星氣壓僅為地球的1%,大氣也比地球的稀薄,且其中95.3%是二氧化碳,但其中還是有氮氣和數量極少的氧和水汽的存在。
科學家議論:生命形式
科學家們認為,早期的火星有著可供生命開始的條件和材料。即使到了今天,火星上有的地方仍是「可生存」的。根據登陸火星的探測器搜集到的資料,科學家們認為,火星在過去是富水的、溫暖的和潮濕的,並有厚厚的大氣圈,具有可能維持生命的環境。火星大氣中還發現了氮氣,這對生物的形成也有重要意義。關於火星峽谷的照片也表明曾有大量的水侵蝕火星表面。近年來科學家們甚至在火星上發現了固態的水。水是生命之源,它不僅是生命化學反應必備的一個要素,更是傳送營養、排泄廢料必要通道。有固態的水,就有可能找到液態水,進而就有希望找到適合於生命存在的環境。
[編輯本段]生命證據
引起全世界極大興趣的火星隕石「艾倫—希爾斯84001」是美國宇航局、美國國家科學基金會和史密森學會聯合組成的南極隕石搜尋計劃(ANSMET)小組於1984年12月27日在南極洲艾倫丘陵中發現的。讓很多人迷惑不解的是,為什麼科學家們能確認這塊隕石來自火星?它是如何從火星上飛到地球的?科學家們對此有什麼樣的證據?要解釋這些問題,得從隕石的形成開始。
太陽系中有無數的大小不等的流星體繞太陽以橢圓軌道運行,而其他天體的攝動或各天體間的碰撞會改變流星體的運行軌道。當流星體與地球相遇時,有可能穿越地球大氣層隕落到地面,其殘存物質便是隕石。隕石大多數與地球岩石一樣,基本由礦物組成。不過隕石含有的礦物質中有一些非常獨特,在地球岩石中從未發現。除月球樣品和宇宙塵外,隕石是目前可供直接研究的主要地球外物質,可提供大量的宇宙信息。
地球上大部分的隕石都是由小行星帶飛越而來的,科學家們可以通過追蹤化學元素等多種方法來追根溯源。由於目前人類已經對月球和火星有了一定的了解,取回了月岩的樣品,也發射探測器登陸過火星等等,所以通過對比分析等方法可以確認其中極少數隕石來自於月球或者火星。
對於火星隕石的確認始於1983年,科學家們發現有一類隕石的化學同位素和岩石學的特性符合當時可以參考的火星資料,據此推斷這類隕石來自於火星。後來,科學家們又分析了這類隕石中惰性氣體的同位素濃度,確認它們與登陸火星的海盜號探測器觀測到的火星大氣中惰性氣體的濃度一致。到了2000年,科學家們再次對比分析所有已知參數,又一次證實了這一結論。
[編輯本段]火星隕石
至於隕石是如何從火星進入太空的,科學家們認為,這可能是小行星等天體撞擊火星的結果。已觀察到的巨大隕石坑在一定程度上可以說明撞擊產生的威力。不過,進入太空的火星岩石,要穿越數億公里來到地球並不容易。因此,截至2009年10月,在地球上發現的成千上萬顆隕石中,科學家們一共才發現了53塊來自火星,總重92公斤,僅相當於阿波羅計劃中宇航員帶回的整個樣本量的10%。
火星隕石被分成無球粒隕石(石質隕石)的三個稀有的群:輝玻無球隕石、輝橄無球隕石和純橄無球隕石。它們的同位素比率有著一致性,並且和地球上的不同。火星隕石整體被稱為SNC群,這個名稱衍生自該種隕石最初被發現的地點:印度的Shergotty、埃及的Nakhla和法國的Chassigny。
生命痕跡 艾倫—希爾斯84001
歷史
「艾倫—希爾斯84001」是輝玻無球隕石,屬於直輝石岩,由98%粗粒狀的斜方輝石和隕玻長石、橄欖石、鉻鐵礦、二硫化鐵、碳酸鹽和頁硅酸鹽組成。通過同位素法和對宇宙射線影響的研究,科學家們認為「艾倫—希爾斯84001」隕石的歷史可以追溯到火星形成時的45億年前,而且它從火星表面脫落後,在宇宙空間漂泊長達1300萬年到1600萬年,降落在地球上的時間距今也已經有1.3萬年。
研究過程
通過對這顆隕石長達10多年的研究,科學家們在隕石內部發現了一些與生命有密切關系的痕跡:碳酸鹽小球、多環芳香烴(PAHs)和微磁鐵礦晶體的存在,並由此推論火星至少在13億年到36億年前很可能有生命形態存在。
推斷與排除
首先,科學家們排除了隕石內的痕跡被地球生物污染的可能性。PAHs有機物分子存在於「艾倫—希爾斯84001」隕石內部,其密度大大高於南極冰層中多環芳烴的密度,其他的南極隕石沒有多環芳烴,即便人造的污染也只會出現在表面,而且與這些多環芳烴有關的碳酸脂形成於36億年前,說明有機分子不是隕石在星際旅行過程中附著到隕石上的,也不會來自於地球,應該來自於火星。科學家們分析稱,這種比較簡單的PAHs有機物分子可能是火星遠古時代的微生物腐朽後的產物,它們為一種液體(很可能是水)所攜帶,並在碳酸鹽小球形成時被截獲。
其次,科學家們分析了火星上可能存在過水的證據。科學家們在「艾倫—希爾斯84001」隕石的新鮮破裂面上發現的扁圓形碳酸鹽,像壓扁的球,直徑20毫米到50毫米。由於碳酸鹽是遇水結晶的一種無機物,因此,科學家認為,火星水可能從這些火星岩石縫隙中滲透過。這顆紅色星球在過去也許曾經有著適合生命生存的條件。
最後,科學家們發現了微磁鐵礦晶體,並認為這是由火星細菌產生的。火星隕石的碳酸鹽小球內部富含菱鎂礦、菱鐵礦及少量碳酸鈣、碳酸錳與磷灰石。外面是富鐵和富鎂互層分布的邊緣。富鐵環帶邊緣主要成分為單邊長度10納米到100納米的磁鐵礦與二硫化鐵晶體。用高解析度的透射電鏡(TEM)與掃描電鏡(SEM)結合能量分散光譜學方法對樣品進行分析表明,這些礦石晶體的尺寸、純度、形態與晶體結構都和由地球上的細菌產生的晶體的特徵一樣。
地球上有一種主要分布於土壤、湖泊和海洋等水底污泥的趨磁細菌,它的體內會生成一些微小的磁鐵礦晶體,每個只有50納米到100納米,而且純度高於一般由無機作用形成的天然磁鐵礦。趨磁細菌會把10個到20個微磁鐵礦晶體排成鏈狀,像指南針一樣利用地球磁場來感測方向,然後借鞭毛游向對該菌最有利的微氧環境處。因此,這種微磁鐵礦晶體就如同生命的簽名一樣。而科學家在「艾倫—希爾斯84001」隕石內發現的微磁鐵礦晶體尺寸也是40納米到60納米,還有一些磁鐵礦晶體呈鏈狀排列。因此,科學家們認為這是有關火星生命痕跡最令人信服的證據。
研究爭論
自從1996年宣布這塊火星隕石可能有生命痕跡後,科學界關於該項研究的爭論就沒有停止過。各種支持與反對的觀點激烈碰撞,爭論的焦點主要集中在碳酸鹽球體的形成溫度和微磁鐵晶體的成因上。反對的科學家認為「艾倫—希爾斯84001」隕石的各種特性可以是非生物成因的。他們進行了很多實驗,想論證碳酸鹽小球等一系列構造是在高溫狀態下產生,從而推翻所有對火星生命的推測,因為比照地球生物,高溫下火星生物也是無法存活的。支持的科學家則用氧和硫的同位素分析,以及碳酸鹽年齡測定等方法來說明碳酸鹽低溫下形成的可能,以及火星生命存在的可能性。
而近期美國宇航局科學家的最新研究結果就是想說明,熱分解假說不能解釋「艾倫—希爾斯84001」隕石中大部分磁鐵礦晶體的成因,加熱隕石成分的方法不能生成微磁鐵晶體。科學家們解釋說,純菱鐵礦加熱後可以轉化為純磁鐵礦,而「艾倫—希爾斯84001」隕石成分中含有碳酸鹽嵌入式純磁鐵礦,卻沒有純菱鐵礦的存在,而且從來沒有。科學家們認為「艾倫—希爾斯84001」中磁鐵礦成分不是來自於碳酸鹽,而來自於另外一個過程。對比地球上的現象,與在「艾倫—希爾斯84001」隕石中磁鐵礦成分相同的磁鐵礦晶體大多數由超磁細菌製造,因此通過生物模式得到是可行的。科學家們應用最新的高解析度電子顯微鏡得到的新分析顯示,「艾倫—希爾斯84001」隕石的磁鐵礦晶體結構中約有25%是由細菌形成的。
盡管關於「隕石上是否存在火星生命痕跡」的爭論仍在繼續,關於「艾倫—希爾斯84001」隕石的研究目前也不能讓我們探知更多關於火星生命的秘密,但越來越多的證據表明這個來自火星的樣本具有重大的科研價值。科學家們的分析認為,「艾倫—希爾斯84001」隕石中碳酸鹽球形成時火星上的溫度可能為0攝氏度到80攝氏度,而不是生物無法存在的700攝氏度。假如生命存在於遠古時期的火星,那麼生命很可能今天仍存在於火星。火星環境的改變不一定會撲滅所有地下微生物的生命。在這方面,地球上微生物抵禦惡劣環境的實例可以給火星生命依然存在的推測帶來一絲希望。
[編輯本段]繼續探索火星的使命
火星上存在生命的可能性總是那麼扣人心弦,但目前還沒有任何單個證據可以令人信服地證實地外生命的存在,僅憑落在地球上的一塊石頭來說明火星上曾有生命存在也似乎有些單薄。因此,近年來人們陸續發射多個探測器登陸火星來尋找新的證據,不過它們的觀測和科學家們的研究至今沒有給人們一個圓滿的答案,反而帶來了更多的疑問,引起人們對火星更大的興趣。
水
首先是火星上有水。2008年7月31日,美國宇航局的「鳳凰」號火星探測器在火星上加熱土壤樣本時鑒別出有水蒸氣產生,從而確認火星上有水存在。科學家們分析認為火星極地的二氧化碳冰層下可能有水冰。最近還有報道稱火星上的水可能以泥漿的形式存在。
甲烷
其次是在火星上發現了甲烷。2009年1月15日,美國宇航局的科學家發現火星表面有一層甲烷氣體形成的薄霧。而2004年歐洲航天局的「火星快車號」探測器也曾發現過火星上的甲烷跡象。科學家認為,甲烷氣體可能是由生活在火星表面數千米之下的微生物所產生,那裡的溫度或許可以保證液態水的存在。有的人甚至相信,這些「火星生命」如今一定還活著,否則火星的大氣中將不可能有持續不斷的甲烷。
為了一探究竟,世界各國陸續規劃了探測火星的項目。美國宇航局推出的「火星科學實驗室」計劃,預計2012年夏季登陸火星,其主要使命是尋找火星上過去和現在是否存在微生物等生命跡象。而多次推遲的歐洲的火星生命探測計劃「ExoMars」,其登陸火星的探測器上將載有一個「漫遊」機器人,攜帶一系列研究宇宙生物學的儀器,目的也是探測火星上可能存在的生命。俄羅斯則在2009年7月,成功完成了代號為「火星-500」的長達105天的載人航天地面模擬第二階段實驗,向著人類登陸火星又邁進一步。
追尋著水、碳、生存環境和生命信號的痕跡,人類一步步走近火星。展望未來,火星地表之下將成為新的探測熱點,但繼續探索火星的使命仍然將緊緊圍繞「火星的生命」。