1. 如果想要探测火星上的生命,并对它进行DNA测序,要怎么做
探测火星上的生命并进行DNA测序?当麻省理工学院科学家克里斯托弗·卡尔(Christopher Carr)在9岁的时候造访夏威夷的一个绿色沙滩时,他可能没有想到,有一天他会用脚下的小橄榄石晶体来寻找外星生命。卡尔现在是麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)和麻省总医院联合开发的地外基因组搜索(SETG)仪器科学首席研究员,致力于将生物学、地质学和行星科学结合起来,帮助理解宇宙中生命是如何进化的。
此外,SETG改进可能对行星保护具有重要意义,其目标是防止和尽量减少地球对太空环境的生物污染。即使在新检测限的SETG仪器,Mojarro能够区分人类DNA和芽孢杆菌的DNA。如果我们探测到其他行星上的生命,需要一种技术,能够区分搭便车旅行的微生物与地球和火星上的生命。
在发表在《天体生物学》研究论文中,Mojarro和Carr认为这些发展可能会填补地球生命故事中缺失的一些空白。如果火星上有生命,那么很有可能它与我们有关。引用之前的研究,这些研究描述了在重轰击晚期(41亿到38亿年前)行星间的物质交换。如果SETG在未来探测到火星上的DNA并对其进行测序,结果可能“改写我们对自身起源的认识”。
2. 如何知道火星上有生命
说真的,对这个问题,我们现在还回答不出来,除非科
学家登上火星并进行研究,否则,我们可能永远不会知道。
不过,根据目前我们所掌握的知识来看,火星上是有希
望存在生命的。诚然,火星探测器“水手九号”从火星上方
1600公里的位置上,对火星的所有区域进行了观察,并
没有发现什么生命迹象。但是,如果用同样的方法,在同样
的高度向地球窥探,也同样不会发现地球上的生命迹象。
火星的大气十分稀薄,只有地球上大气密度的百分之一,
而且,它的成分几乎都是二氧化碳。还有,火星离开太阳的
距离是地球的一倍半,那里的温度会象地球南极洲地区夜间
的温度那样低。而在它的两极地带,低温会使二氧化碳冻结
成为固体。
如果没有特殊的保护措施,人类是无法在这种环境里生
存的。事实上,地球上的任何动物都无法在那里生存。到火
星上去的“地球人”只能在室内或地下洞穴里生活,然而,
这是不是就意味着火星上不存在能适应火星条件的高级生命
形态呢?应该说,存在的机会是很小的,但不能完全排除。
那么,简单的生命形态——象地衣一类的植物和细菌类
的微生物——会不会存在呢?它们存在的机会要大得多,或
许,火星上的环境对它们还是相当不错的哩。大家知道,过
去人们曾希望月球上有可能存在着简单的生命形态,这种希
望现在正在逐渐破灭,但火星上的条件要比月球上好得多。
火星离开太阳比月亮离太阳远,又有一层可以起一些保护作
用的大气,因此,火星所受到的会把形成生命所必须的复杂
分子破坏掉的强烈太阳辐射会少一些。
还有,由于火星比月球冷,又比月球大,它就更能成功
地把造成生命起源的挥发性物质保留下来。火星上有丰富的
二氧化碳,肯定还含有水分。有了这些东西,生命就能够形
成,既然地球上有某些十分简单的生命形态可以在类似火星
的条件下继续生存下去,那么,从一开始就适应于火星上的
条件的生命形态,就更应当如此了。
“水手九号”所拍摄的照片表明,火星上的条件不一定
总象目前那样严酷:火星上有火山地带,有一座大火山叫尼
克斯·奥林匹亚,这座山的直径比地球上的任何一座火山都
要大上两倍。这表明火星从地质学上说是一个活跃的世界,
它正处在变化之中。
火星上有一些曲折的线条,大家都觉得这些东西看起来
像是河道,有的天文学家甚至认为,这些线条的外表就能说
明,不久以前(从地质学上说),这里有水流过。还有一点,
火星两极的冰冠看起来似乎有周期性的消长变化。
可能火星会交替着经历两种状态。一种是漫长的冬天,
这时候,大部分大气都冻结了,只剩下极其稀薄的一点儿
(目前正是如此);另一种是漫长的夏季,这时候,全部大
气都将化为气体,大气层会跟地球的一样稠密。
也许,火星上的生命目前正在火星的土壤里休眠,一到
长夏来临,大气浓厚起来,水也流动起来时,那里的生命就
会比我们目前所想象的更加欣欣向荣地生长起来。
3. 为了了解火星上是否有生命存在,科学家设计了一个实验方案:假如宇宙飞船能将火星土壤带回地球,可将火星
生物具有一下特征:1、生物的生活需要营养.2、生物能够进行呼吸.3、生物能排出体内产生的废物.4、生物能够对外界刺激作出反应.5、生物能够生长和繁殖.6、除病毒外,生物都是由细胞构成的.如果火星上有生物,生物进行呼吸作用,密闭箱子内的氧气会减少,二氧化碳会增多.因此可以通过测定气体的成分比例是否发生变化来判断火星土壤内有没有生物.生物的呼吸.生物能排出体内产生的废物,都属于新陈代谢.
故选:B.
4. 怎么寻找火星生命
1890年,美国天文学家珀西瓦尔·罗威尔利用大型望远镜观测火星,偶然发现在火星表面存在着一些沟壑,这些东西看起来和地球上人工开凿的运河极为相似。人们开始怀疑有“火星生命”的存在,大量关于“火星人”的科幻故事也广为流传。科学家们一直相信火星上有水资源的存在,而且可能是在火星两极或大气高层中以冰雪及水蒸气的形式存在。甚至有许多科学家相信,火星上也可能曾分布有河流和冰川。因为从目前观测到的照片来看,火星上有许多峡谷和沟壑看起来应该是水流冲击而成的。为了证明火星上的确有生命之源——水的存在,美国和前苏联两个超级大国从20世纪60年代起就开始了大量的火星探测工程。
1960年10月,前苏联先后两次发射了火星探测器,不幸的是都没有火星的轨道就失事了。
1962年11月1日,前苏联又发射了3个火星探测器,其中一个在飞往火星的途中与地球失去了联系,而另外2个只飞到火星的轨道上便停留在那里了。
1964年11月28日,美国发射了“水手4号”探测器。在1965年7月14日飞至距火星9280千米的地方,“水手4号”成功地在近距离拍到了22张关于这颗红色星球的照片。
1971年5月19日和5月28日,前苏联连续发射了“火星2号”和“火星3号”探测器。同年的12月15日,前苏联的“火星3号”首次在火星上着陆,并从火星表面向地球发送数据达20秒。
1971年5月30日,美国又成功发射了“水手9号”探测器,同年11月14日,“水手9号”驶入距火星1280千米的轨道,并在该轨道上运行将近1年时间,拍摄照片7328张。依据这些照片资料,美国第一次为火星上的高地、火山、洼地和峡谷等地形命名。
1975年8月20日和9月9日,美国又分别发射了“海盗1号”和“海盗2号”探测器。1976年7月20日和9月3日,这2个探测器依次在火星上成功着陆,大量新的宝贵数据和图像被发回到地球。其中的“海盗1号”在火星上工作了6年,两次登陆都没有在火星上找到任何有生命的特征或痕迹。
火星奥斯匹斯山山口俯瞰由上述事实可看出,在这些早期的火星探测中,最成功的应该是美国的“海盗1号”和“海盗2号”探测器。美国宇航局于1975年发射了这两艘“海盗号”火星探河器。探测器经过为期一年的星际旅行,终于成功进入了火星大气层,并分别在火星着陆。科学家们在这两个着陆器上装备了大量的精密仪器,这些仪器能分析火星的土壤,同时也能对火星上的气压、风速、温度等指标进行测量,并确定了组成火星大气的元素构成。为了探测火星上是否存在生命的迹象,科学家们还专门设计了一些实验。在这些实验中,探测器先是用机械手臂挖掘采集了火星的土壤样本,再通过实验来对土壤样本进行分析研究,结果发现,火星土壤中能够释放出气体。然而那时的科学家却将之归因于化学反应。
在1999年,曾为美国宇航局工作过的南加利福尼亚大学的神经生物学家约瑟夫·米勒要求美国宇航局重新研究20多年前的实验结果。因为米勒坚信,美国宇航局在1975年发射的“海盗号”火星探测器探测收集到的资料中,有可以证实火星上存在生命的证据。但由于后来有关的资料丢失了,到目前为止,美国宇航局的研究还只能证明火星表面发生过化学反应。米勒进一步指出,是美国宇航局把实验的数据弄丢了。美国宇航局考虑了米勒的意见,彻底查找了档案里的资料,终于有一份被忽视已久的电脑记录被找了出来。由于这份记录所用的是极为陈旧的编码格式,已经没有能识别这种编码程序的设计师在世。因此米勒只能靠美国宇航局人员保留下来的数据备份进行自己的研究工作。那些数据很少,只是原来的1/3而已。米勒把资料集中起来进行分析,终于得出结论,认为在火星上很可能有过生命。2001年11月28日,他在圣迭戈召开的科学研讨会上,米勒将他的研究成果公布于世。
进入20世纪90年代以后,由于前苏联的解体,火星探测几乎成了美国人的“专利”。美国在这期间先后进行了多次火星探测。
1992年9月24日,为了考察火星的地理和气候状况,美国发射了“火星观察者号”探测器,为载人飞船飞往火星探测道路。
1996年,美国将“火星探路者号”探测器发射到太空中,并把相当多的火星照片发回地球。3个月后,美国“火星全球测量者号”探测器进入火星轨道,开始绘制火星地图。
2001年10月29日,美国火星探测器“2001火星奥德赛”又在火星上取得了大量的探测结果。
2001年11月底,美国科学家对火星探测器发回的新照片进行了研究,提出了火星表面部分地区很可能存在水的固态形式(即冰)的设想。这项研究结果认为,火星表面在早期分布着广阔的海洋,火星上每平方公里拥有的水量甚至比地球还多。
美国布朗大学的科学家在英国《自然》杂志上发表文章说,“火星环球勘探者”探测器仍在围绕火星飞行,并向地球发回了8000多张高清晰度照片。在对这些照片进行研究后,发现有一种地形较为光滑。科学家认为,这种地形表明该区域的土层是多孔的土壤里面渗入了水后结冰、凝固而成的,或者是水混合了冰、尘土和岩石等,在火星表面形成了一层厚度达90厘米的覆盖层。在庞大的火星表面,从火星寒冷的南极直到大约南纬60度的很大一片区域里都是这样的含水区。
虽然目前只找到了水分解反应的产物之一——氢原子,但是这一发现对于推测火星曾经有过的含水量大有帮助。
研究还表明,早期的火星上有一个海洋,其深度最深可达1.6千米。由于发生了化学反应,加上小行星和彗星的撞击,致使火星在过去几百万年中逐渐失去了所有的水分。
研究人员认为,水仍然存在于火星土壤深处,或者是处于冰冻状态。
假如将来可以证实这一发现,连同其他火星上有水的证据,便会使火星上曾经存在液态水甚至简单生命的可信度大大提高。假如人类可以进一步探测出充足的水资源,那么,人类进行更进一步的火星考察乃至移居火星都将变得更加容易。
5. 如何探寻火星生命
对地外生命的探索是当代科技的重大问题。根据对地球生命的产生和发展研究,科学家找到了生命产生和存在的3个要素:有机物、水和温度。有机物是构成生命的基本物质,温度提供生命活动的能量,水是生化反应必须的介质和内外的环境。自从20世纪60年代发现星际有机分子到现在,我们已经在星际空间、流星、彗星上发现了各种各样的有机分子,从简单的甲烷到复杂的氨基酸。可以认为,有机物在我们周围的宇宙空间中是很多的,足以满足产生生命的需要。据此,有的科学家甚至提出地球生命起源于地球之外的观点,比如,有人推测地球上的早期生命是彗星带到地球上来的;温度也不成问题,银河系约有1500亿颗像太阳一样的恒星,恒星周围的地带都沐浴在恒星温暖的光芒里;三个条件中最不容易满足的是水,只要找到水,我们就有相当大的把握断定,寻找生命存在。特别在太阳系里面,寻找生命的首要任务是找到水,有水就有可能找到生命。
火星是太阳系第四颗行星,一个世纪以来,火星一直是人类视线的焦点。因为火星是太阳系中最像地球的行星。火星的直经约6750千米,是地球直径的1/2多一点点,把它和地球并排放在一起,看上去就像一个乒乓球放在一个大苹果旁边一样。它的质量只有地球的1/10。火星上每年有687天,每天有24.5小时。像地球一样,它也有南、北极的“冰帽”(极冠),也有春、夏、秋、冬。当然,由于它离太阳比地球远1.5倍,所以,在它的赤道上,中午最热时只有-21℃,而在两极半夜最冷时可达-103℃。从宇宙角度来看,它和地球之间的这点差异可以算作微乎其微。无怪乎科学家都把发现地外生命的希望寄托在火星上。
要在火星上寻找生命,首要的任务也是找水。但是,火星的引力太小,几乎拉不住空气,火星上的大气非常稀薄,其密度大约和地球上30~40千米高空的一样。所以,火星表面保存不住液态水,它们会很快蒸发掉。从火星传回的照片上可以看到火星表面荒芜而凄凉、遍地是红色的细沙和砾石。狂风起时沙尘满天,甚至遮蔽了整个星球。从1997年起,人类开始重返火星,宇宙飞船给我们发回来了丰富的资料,使我们对火星的认识和了解进了一大步。但是,真正给我们带来振奋人心的好消息的,是美国的“奥德赛”火星探测器。它于2001年4月7日发射升空,同年10月23日深夜进行环绕火星轨道。
“奥德赛”的一个重要任务就是找水。它携带了高能中子探测器和中子分光仪,其功能是详细探测火星的近地表层,确定火星地表以下2米内的含水区域。高能中子探测器能够探索测出火星地表中子流的动能差别,并近捕捉到中子释放出的热能,进而判断水的存在。
2002年3月,“奥德赛”探测器发现,从冰冷的火星南极绵延至南半球纬度60°处、从冰冷的火星北极至北纬50°之间,甚至北纬30度附近都有水的分布,尽管这些水分只覆盖了很少的火星表面。科学家发现,火星上的水呈固态,这冰冻水在火星地表以下1~2米、甚至更深的地方,其厚度超过1米。与火星南半球的冰冻水相比,其北半球的冰冻水更厚,分布更广。
火星上发现大面积水的分布,是近年来火星控测的最大收获。它告诉我们,火星很可能有生命存在,这是最鼓舞人心的。其次,它预示着今后人们到火星上去探险,可以不用从地球上带水去,这将大大减轻飞船的重量,节省大量的能源。火星水以固态存在于地表之下,也解开了长期以来困扰科学家的一个难题:火星上的水是从哪儿来的,又流到哪儿去了?研究表明,大洪水是火山爆发,随岩浆喷发出大量的水分,加上熔岩的热量又使大量地表的固态水融化而形成的。这些水分一部分蒸发散失到太空里,另一部分通过疏松的火星表面渗入地下,又重新冻结并存储起来。
这样看来,赖以生存的水源在火星上确实存在过,火星生命的存在不仅仅只是科学幻想而已,一切都还有待于科学家的探索与发现。
6. 判断火星上是否存在过生命的依据是什么,为什么
科学家发现有类似水流过的痕迹 认为火星原来有水 由此推断可能会有过生命.火星上最有可能有生命体,火星是和地球相似度最高的一个星球
7. 火星上是否有生命存在
研究发现火星有适宜生物存活的条件,火星上是否有生命存在,目前来说,火星上生命的可能性是天体生物学的一个重要课题,因为它与地球的相似之处非常多而且又是我们的近邻。不过迄今为止,还没有发现火星上过去或现在有任何生命存在过的直接证据。据研究表明,在火星的远古时期,它的地表环境具有液态水,可能适合微生物的生存。不过可居住条件的存在并不一定表明生命的存在的,因此是不能证明有生命存在的。
总结:研究发现火星有适宜生物存活的条件,火星上是否有生命存在,目前来说,火星上生命的可能性是天体生物学的一个重要课题,因为它与地球的相似之处非常多而且又是我们的近邻。不过迄今为止,还没有发现火星上过去或现在有任何生命存在过的直接证据。在火星的远古时期,它的地表环境具有液态水,可能在远古时期存在生命,但也不能确定,因为影响因素很多。
8. 人类研究火星上悬否存在生命采取了哪些方法和手段
从20世纪90年代后半期开始,美国发射了“火星环球勘探者”、“火星探路者”、“火星气象探测器”、“火星极地着陆者”、“火星奥德赛”、火星勘测轨道飞行器等火星探测器对火星进行科学探测;欧洲也于2003年发射了“火星快车”号探测器,可惜在着陆时失败。今后,人类对于火星的探测还将继续进行。
探测火星的原因
火星受到天文学家重视的原因主要有以下几点:第一,火星表面曾被认为有液体水存在的可能,因此人类一直对火星上是否存在生命体十分好奇,而地外生命的存在与否一直被列为宇宙探索的一大目标。
如果在火星上发现生命体的存在,无论其生命形式与地球上的生物体征相似与否,都将与生命的起源以及探索生命本质等课题直接相关,对科学界将会是一个极大的冲击。
另一个原因是天文学家一直想要在火星上实现载人探测。20世纪60年代的“阿波罗登月计划”使得人类登上了月球,从那以后天文学界对于月球的研究虽然有所减少,却还是决定在月球建造供人类进行长期观测的宇宙空间基地,在月亮上迈出人类继宇宙空间站探索之后的下一步。在成功实现载人登月后,紧接着要实现的便是通往火星的载人飞行。
9. 宇宙生命之谜中,科学家是怎么判断其他星球有没有生命的呢
科学家使用航天探测仪探测宇宙,是如何判断有无生命的呢?各位,这个问题非常好。首先,它涉及到的是科技类的话题,是老百姓喜闻乐见的话题,很接地气。其次,这个话题比较轻松,所以是个难得的好题目。最后,作为文字工作者,小编认为,我们在阐述这些科技类话题时,应该尽量客观、公正,不偏不倚。而且,应该注意我们的价值导向。因为,普及生活小常识,做好科普教育工作,也是我们文字工作者的应尽之责。
科学家们发现,太阳系中唯一还可能存在生命的星球是火星。火星与地球有不少相似之处:地球自转一圈是23小时56分4秒,火星自转一圈是24小时37分,地球自转轴与公转轨道平面有66度34分的倾角,而火星的倾角约66度1分,所以火星和地球昼夜长短相近,而且也有四季更替。当然,科学家至今都没在地球以外发现过生命。
10. 火星有没有生命迹象
火星生命痕迹是美国宇航局(NASA)发布消息称,利用高分辨率电子显微镜对火星陨石“艾伦—希尔斯84001”做出的最新分析显示,这块陨石晶体结构中的大约25%确实是由细菌形成的。
图为火星陨石中发现的碳酸盐小球
生命发现
科学家们一直认为,生命的起源跟演化是宇宙中的普遍现象,浩瀚宇宙中不应该仅有孤单的地球生命存在。带着开展不同生命和文明的比较学习、研究生命起源等渴望,科学家们一直在孜孜不倦地寻找着地外生命,而火星就是那个最有可能发现它们的地方。
1976年,美国宇航局的“海盗1”号和“海盗2”号探测器成功着陆火星,但却没有发现任何有机化合物和生命的迹象,这给期望找到“火星人”的科学家们泼了一瓢冷水,人类探索火星的热情顿时减弱不少。而其后近20年时间里,美国没有再发射新的火星探测器。直到1996年,NASA宣布在来自于火星的陨石“艾伦—希尔斯84001”中发现含有火星细菌化石的证据,火星生命才又一次引起人们的兴趣。时任美国总统的克林顿甚至在一次演讲中说:“它(陨石)说明可能有火星生命的存在。如果这个发现最终被证明是真实的,这将会是人类对宇宙最辉煌的发现。”
存在争议
尽管存在争议,这个唯一的地外生命痕迹仍激起了人们的无限遐想,科学家的目光也都汇集到了这个遥远的星球上。不过就人类目前的认识水平而言,有机物和水构成的一个或多个细胞组成的一类具有稳定的物质和能量代谢现象、能回应刺激、能进行自我复制(繁殖)的半开放物质系统才能称之为生命。换句话说,鉴别火星生命只能通过类比地球生命的方式提出,因为这是我们知道的唯一的生命形式。而在人类目前探测能力范围内,也的确只有火星的条件与地球最为接近。
[编辑本段]生命形式
火星简介
火星是距离地球最近的行星,在椭圆轨道上绕日公转。火星公转一周相当于地球的两年,自转一周和地球一昼夜差不多。火星和地球一样是硅酸盐星球,内部也有核、幔、壳的结构。火星两极被二氧化碳组成的白色冰帽覆盖。火星上还有大气圈,水圈和一年四季的气候变化。尽管火星气压仅为地球的1%,大气也比地球的稀薄,且其中95.3%是二氧化碳,但其中还是有氮气和数量极少的氧和水汽的存在。
科学家议论:生命形式
科学家们认为,早期的火星有着可供生命开始的条件和材料。即使到了今天,火星上有的地方仍是“可生存”的。根据登陆火星的探测器搜集到的资料,科学家们认为,火星在过去是富水的、温暖的和潮湿的,并有厚厚的大气圈,具有可能维持生命的环境。火星大气中还发现了氮气,这对生物的形成也有重要意义。关于火星峡谷的照片也表明曾有大量的水侵蚀火星表面。近年来科学家们甚至在火星上发现了固态的水。水是生命之源,它不仅是生命化学反应必备的一个要素,更是传送营养、排泄废料必要通道。有固态的水,就有可能找到液态水,进而就有希望找到适合于生命存在的环境。
[编辑本段]生命证据
引起全世界极大兴趣的火星陨石“艾伦—希尔斯84001”是美国宇航局、美国国家科学基金会和史密森学会联合组成的南极陨石搜寻计划(ANSMET)小组于1984年12月27日在南极洲艾伦丘陵中发现的。让很多人迷惑不解的是,为什么科学家们能确认这块陨石来自火星?它是如何从火星上飞到地球的?科学家们对此有什么样的证据?要解释这些问题,得从陨石的形成开始。
太阳系中有无数的大小不等的流星体绕太阳以椭圆轨道运行,而其他天体的摄动或各天体间的碰撞会改变流星体的运行轨道。当流星体与地球相遇时,有可能穿越地球大气层陨落到地面,其残存物质便是陨石。陨石大多数与地球岩石一样,基本由矿物组成。不过陨石含有的矿物质中有一些非常独特,在地球岩石中从未发现。除月球样品和宇宙尘外,陨石是目前可供直接研究的主要地球外物质,可提供大量的宇宙信息。
地球上大部分的陨石都是由小行星带飞越而来的,科学家们可以通过追踪化学元素等多种方法来追根溯源。由于目前人类已经对月球和火星有了一定的了解,取回了月岩的样品,也发射探测器登陆过火星等等,所以通过对比分析等方法可以确认其中极少数陨石来自于月球或者火星。
对于火星陨石的确认始于1983年,科学家们发现有一类陨石的化学同位素和岩石学的特性符合当时可以参考的火星资料,据此推断这类陨石来自于火星。后来,科学家们又分析了这类陨石中惰性气体的同位素浓度,确认它们与登陆火星的海盗号探测器观测到的火星大气中惰性气体的浓度一致。到了2000年,科学家们再次对比分析所有已知参数,又一次证实了这一结论。
[编辑本段]火星陨石
至于陨石是如何从火星进入太空的,科学家们认为,这可能是小行星等天体撞击火星的结果。已观察到的巨大陨石坑在一定程度上可以说明撞击产生的威力。不过,进入太空的火星岩石,要穿越数亿公里来到地球并不容易。因此,截至2009年10月,在地球上发现的成千上万颗陨石中,科学家们一共才发现了53块来自火星,总重92公斤,仅相当于阿波罗计划中宇航员带回的整个样本量的10%。
火星陨石被分成无球粒陨石(石质陨石)的三个稀有的群:辉玻无球陨石、辉橄无球陨石和纯橄无球陨石。它们的同位素比率有着一致性,并且和地球上的不同。火星陨石整体被称为SNC群,这个名称衍生自该种陨石最初被发现的地点:印度的Shergotty、埃及的Nakhla和法国的Chassigny。
生命痕迹 艾伦—希尔斯84001
历史
“艾伦—希尔斯84001”是辉玻无球陨石,属于直辉石岩,由98%粗粒状的斜方辉石和陨玻长石、橄榄石、铬铁矿、二硫化铁、碳酸盐和页硅酸盐组成。通过同位素法和对宇宙射线影响的研究,科学家们认为“艾伦—希尔斯84001”陨石的历史可以追溯到火星形成时的45亿年前,而且它从火星表面脱落后,在宇宙空间漂泊长达1300万年到1600万年,降落在地球上的时间距今也已经有1.3万年。
研究过程
通过对这颗陨石长达10多年的研究,科学家们在陨石内部发现了一些与生命有密切关系的痕迹:碳酸盐小球、多环芳香烃(PAHs)和微磁铁矿晶体的存在,并由此推论火星至少在13亿年到36亿年前很可能有生命形态存在。
推断与排除
首先,科学家们排除了陨石内的痕迹被地球生物污染的可能性。PAHs有机物分子存在于“艾伦—希尔斯84001”陨石内部,其密度大大高于南极冰层中多环芳烃的密度,其他的南极陨石没有多环芳烃,即便人造的污染也只会出现在表面,而且与这些多环芳烃有关的碳酸脂形成于36亿年前,说明有机分子不是陨石在星际旅行过程中附着到陨石上的,也不会来自于地球,应该来自于火星。科学家们分析称,这种比较简单的PAHs有机物分子可能是火星远古时代的微生物腐朽后的产物,它们为一种液体(很可能是水)所携带,并在碳酸盐小球形成时被截获。
其次,科学家们分析了火星上可能存在过水的证据。科学家们在“艾伦—希尔斯84001”陨石的新鲜破裂面上发现的扁圆形碳酸盐,像压扁的球,直径20毫米到50毫米。由于碳酸盐是遇水结晶的一种无机物,因此,科学家认为,火星水可能从这些火星岩石缝隙中渗透过。这颗红色星球在过去也许曾经有着适合生命生存的条件。
最后,科学家们发现了微磁铁矿晶体,并认为这是由火星细菌产生的。火星陨石的碳酸盐小球内部富含菱镁矿、菱铁矿及少量碳酸钙、碳酸锰与磷灰石。外面是富铁和富镁互层分布的边缘。富铁环带边缘主要成分为单边长度10纳米到100纳米的磁铁矿与二硫化铁晶体。用高分辨率的透射电镜(TEM)与扫描电镜(SEM)结合能量分散光谱学方法对样品进行分析表明,这些矿石晶体的尺寸、纯度、形态与晶体结构都和由地球上的细菌产生的晶体的特征一样。
地球上有一种主要分布于土壤、湖泊和海洋等水底污泥的趋磁细菌,它的体内会生成一些微小的磁铁矿晶体,每个只有50纳米到100纳米,而且纯度高于一般由无机作用形成的天然磁铁矿。趋磁细菌会把10个到20个微磁铁矿晶体排成链状,像指南针一样利用地球磁场来感测方向,然后借鞭毛游向对该菌最有利的微氧环境处。因此,这种微磁铁矿晶体就如同生命的签名一样。而科学家在“艾伦—希尔斯84001”陨石内发现的微磁铁矿晶体尺寸也是40纳米到60纳米,还有一些磁铁矿晶体呈链状排列。因此,科学家们认为这是有关火星生命痕迹最令人信服的证据。
研究争论
自从1996年宣布这块火星陨石可能有生命痕迹后,科学界关于该项研究的争论就没有停止过。各种支持与反对的观点激烈碰撞,争论的焦点主要集中在碳酸盐球体的形成温度和微磁铁晶体的成因上。反对的科学家认为“艾伦—希尔斯84001”陨石的各种特性可以是非生物成因的。他们进行了很多实验,想论证碳酸盐小球等一系列构造是在高温状态下产生,从而推翻所有对火星生命的推测,因为比照地球生物,高温下火星生物也是无法存活的。支持的科学家则用氧和硫的同位素分析,以及碳酸盐年龄测定等方法来说明碳酸盐低温下形成的可能,以及火星生命存在的可能性。
而近期美国宇航局科学家的最新研究结果就是想说明,热分解假说不能解释“艾伦—希尔斯84001”陨石中大部分磁铁矿晶体的成因,加热陨石成分的方法不能生成微磁铁晶体。科学家们解释说,纯菱铁矿加热后可以转化为纯磁铁矿,而“艾伦—希尔斯84001”陨石成分中含有碳酸盐嵌入式纯磁铁矿,却没有纯菱铁矿的存在,而且从来没有。科学家们认为“艾伦—希尔斯84001”中磁铁矿成分不是来自于碳酸盐,而来自于另外一个过程。对比地球上的现象,与在“艾伦—希尔斯84001”陨石中磁铁矿成分相同的磁铁矿晶体大多数由超磁细菌制造,因此通过生物模式得到是可行的。科学家们应用最新的高分辨率电子显微镜得到的新分析显示,“艾伦—希尔斯84001”陨石的磁铁矿晶体结构中约有25%是由细菌形成的。
尽管关于“陨石上是否存在火星生命痕迹”的争论仍在继续,关于“艾伦—希尔斯84001”陨石的研究目前也不能让我们探知更多关于火星生命的秘密,但越来越多的证据表明这个来自火星的样本具有重大的科研价值。科学家们的分析认为,“艾伦—希尔斯84001”陨石中碳酸盐球形成时火星上的温度可能为0摄氏度到80摄氏度,而不是生物无法存在的700摄氏度。假如生命存在于远古时期的火星,那么生命很可能今天仍存在于火星。火星环境的改变不一定会扑灭所有地下微生物的生命。在这方面,地球上微生物抵御恶劣环境的实例可以给火星生命依然存在的推测带来一丝希望。
[编辑本段]继续探索火星的使命
火星上存在生命的可能性总是那么扣人心弦,但目前还没有任何单个证据可以令人信服地证实地外生命的存在,仅凭落在地球上的一块石头来说明火星上曾有生命存在也似乎有些单薄。因此,近年来人们陆续发射多个探测器登陆火星来寻找新的证据,不过它们的观测和科学家们的研究至今没有给人们一个圆满的答案,反而带来了更多的疑问,引起人们对火星更大的兴趣。
水
首先是火星上有水。2008年7月31日,美国宇航局的“凤凰”号火星探测器在火星上加热土壤样本时鉴别出有水蒸气产生,从而确认火星上有水存在。科学家们分析认为火星极地的二氧化碳冰层下可能有水冰。最近还有报道称火星上的水可能以泥浆的形式存在。
甲烷
其次是在火星上发现了甲烷。2009年1月15日,美国宇航局的科学家发现火星表面有一层甲烷气体形成的薄雾。而2004年欧洲航天局的“火星快车号”探测器也曾发现过火星上的甲烷迹象。科学家认为,甲烷气体可能是由生活在火星表面数千米之下的微生物所产生,那里的温度或许可以保证液态水的存在。有的人甚至相信,这些“火星生命”如今一定还活着,否则火星的大气中将不可能有持续不断的甲烷。
为了一探究竟,世界各国陆续规划了探测火星的项目。美国宇航局推出的“火星科学实验室”计划,预计2012年夏季登陆火星,其主要使命是寻找火星上过去和现在是否存在微生物等生命迹象。而多次推迟的欧洲的火星生命探测计划“ExoMars”,其登陆火星的探测器上将载有一个“漫游”机器人,携带一系列研究宇宙生物学的仪器,目的也是探测火星上可能存在的生命。俄罗斯则在2009年7月,成功完成了代号为“火星-500”的长达105天的载人航天地面模拟第二阶段实验,向着人类登陆火星又迈进一步。
追寻着水、碳、生存环境和生命信号的痕迹,人类一步步走近火星。展望未来,火星地表之下将成为新的探测热点,但继续探索火星的使命仍然将紧紧围绕“火星的生命”。