□苗千
??? “好奇號”火星探測器（Curiosity Mars Rover）在2012年8月6日以有驚無險(xiǎn)的復(fù)雜過程登陸火星，之后一直在火星表面忠實(shí)地進(jìn)行著探測工作。如今，它正在向地球發(fā)回越來越多的探測信息，人類也正在為它在火星上做出的每一個(gè)發(fā)現(xiàn)而興奮不已。在美國航空航天局（NASA），有將近500位科學(xué)家操縱著“好奇號”攜帶的10個(gè)科學(xué)探測儀器，對火星進(jìn)行各種探測，為將來人類登陸火星做前期準(zhǔn)備，而“好奇號”還有一個(gè)重要的職責(zé)，就是尋找火星上可能存在的生命痕跡，正是因?yàn)槿绱?，它在火星表面做出的每一個(gè)發(fā)現(xiàn)都會引發(fā)人類無限的遐想。
??? 在大約38億年前，地球上首先衍生出了生命現(xiàn)象，而根據(jù)行星科學(xué)家的推測，當(dāng)時(shí)火星的自然環(huán)境應(yīng)該與地球情況接近，有較為致密和溫暖的大氣層，存在有機(jī)物，有大量的液態(tài)水，還曾經(jīng)在火星表面形成過河流和湖泊。那么，是否與地球的情況類似，在當(dāng)時(shí)的火星上也衍生出了生命現(xiàn)象？雖然后來火星大部分的水資源都流失，逐漸變成了一顆干涸的紅色星球，但是如果火星上曾經(jīng)存在生命，也許它們當(dāng)時(shí)留下的痕跡現(xiàn)在仍然保留著。
??? 正是因?yàn)槿藗冞€抱著這樣的希望，所以“好奇號”的最新發(fā)現(xiàn)迅速吸引了全世界的關(guān)注。2014年12月16日，美國航空航天局噴氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室（JetPropulsion Laboratory）的科學(xué)家在《自然》（Science）雜志以快報(bào)的形式發(fā)表了文章《在蓋爾火山口的火星甲烷探測與變化性》（Mars Methane Detectionand Variabiliy at Gale Crater），匯報(bào)“好奇號”在火星上的蓋爾火山口附近進(jìn)行空氣探測的最新結(jié)果。在超過20個(gè)月的探測時(shí)間里，“好奇號”通過它自身攜帶的火星樣品分析實(shí)驗(yàn)室（Sample Analysis on Mars）對火星大氣層的成分進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)了其中有極小部分的甲烷存在。
??? 甲烷在地球上并不是一種受人們歡迎的氣體，它是一種遠(yuǎn)比二氧化碳效果更明顯的溫室效應(yīng)氣體。地球上超過90%的甲烷都是由生物排放的，動(dòng)物在消化食物時(shí)可能就會產(chǎn)生甲烷。探測顯示在火星大氣中的甲烷含量極低，只有不到十億分之一，而“好奇號”在兩個(gè)月的探測中，就有四次探測到火星大氣中的甲烷含量忽然上升到平時(shí)含量的10倍以上，然后又迅速降低。
??? 這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓人類陷入了無限的猜測之中，是否在火星的表面，巖石下，或是更深的土壤里，還有著某種生物，就是這些火星生命釋放的甲烷正好被“好奇號”捕獲？答案遠(yuǎn)沒有這么簡單。有很多種方式可能使火星大氣中的甲烷含量忽然增多，在火星地下的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)就可能忽然釋放出一定的甲烷，另外紫外線照射在一些化學(xué)物質(zhì)上也有可能產(chǎn)生出甲烷。在蓋爾火山口的甲烷含量忽然提高10倍以上又忽然下降，說明釋放甲烷的源頭一定是在“好奇號”附近，但是并不一定是由火星生命所釋放的。
??? 不僅如此，“好奇號”在火星表面一個(gè)曾經(jīng)是湖底的區(qū)域進(jìn)行鉆探，提取了一些湖底的沉積物進(jìn)行分析，通過火星樣品分析實(shí)驗(yàn)室，首次在火星的土壤里確認(rèn)發(fā)現(xiàn)了有機(jī)物。雖然這些有機(jī)物同樣可能是由非生命的過程所形成，比如是由湖水和水中的物質(zhì)相互作用所產(chǎn)生，或是由其他天體運(yùn)送到火星的表面，發(fā)現(xiàn)這些有機(jī)物的存在也不能證明火星生命的存在，但是毫無疑問，有機(jī)物是構(gòu)建地球所有生命形式最基本的材料，如果火星生命（曾經(jīng)存在的話）與地球生命的形式類似，它們也有可能留下一些有機(jī)物的痕跡，這些有機(jī)物的發(fā)現(xiàn)大大增加了人們發(fā)現(xiàn)火星生命痕跡的希望。
??? 這樣的探測結(jié)果，讓人們熱情高漲，但遺憾的是，憑借“好奇號”所攜帶的科學(xué)儀器，它并不大可能分辨出火星生命的跡象，也很難分辨出火星上可能存在的微生物化石。畢竟它的主要科學(xué)任務(wù)是探尋火星生命曾經(jīng)存在的跡象，而不是發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的生命，而且它還要攀登在蓋爾火山口內(nèi)部一個(gè)陡峭的5000米高的山峰，探索火星地質(zhì)活動(dòng)的歷史，這都需要大量的時(shí)間和能量。“好奇號”所攜帶的火星樣品分析實(shí)驗(yàn)室，在分析樣品時(shí)，需要把樣品加熱到1700攝氏度，使之氣化，然后分析其中的成分，但是這個(gè)過程有可能使樣品的各種成分在極高的溫度條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出本來并不存在于火星表面的物質(zhì)，有些物質(zhì)甚至有可能是“好奇號”自己帶到火星表面的，因此，在地球上的科學(xué)家們只能利用一個(gè)和“好奇號”相似的實(shí)驗(yàn)室盡量模擬在火星上的實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)的過程。要想通過“好奇號”找到火星生命曾經(jīng)存在的證據(jù)，更值得信賴的方法是分析在火星上一些物質(zhì)中同位素的含量。
??? 很多元素都存在多種穩(wěn)定的同位素，它們對于元素的質(zhì)量有影響，也有可能影響物質(zhì)的物理和化學(xué)變化，例如水在蒸發(fā)時(shí)，更有可能是攜帶著更輕的氧原子的水分子蒸發(fā)變成水蒸氣，而攜帶有更重的氧原子同位素的水分子則更可能仍然保持著液體的狀態(tài)。碳13原子的質(zhì)量比它的同位素碳12原子的質(zhì)量高出8.3%，這使得碳12原子更活潑，更容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此，生物體內(nèi)的碳元素具有更高比例的碳12原子。正是因?yàn)槿绱?，如果“好奇號”有足夠的時(shí)間和能量，可以排出大量的二氧化碳，逐漸收集火星大氣中的甲烷氣體，然后分析甲烷氣體中的碳12和碳13原子的比例，就有可能確定火星大氣中的甲烷，究竟可能是由非生命過程產(chǎn)生的，或是由生命過程所產(chǎn)生的。
??? 人類探索火星的手段會越來越豐富。美國航空航天局正在研制下一代的火星車——“好奇號”的升級版MARS 2020探測器，它將裝備一個(gè)更加靈敏的SHERLOC紫外線探測器（與夏洛克·福爾摩斯同音），必將能夠提供更精確的火星探測數(shù)據(jù)。人類是如此期待可以在火星上發(fā)現(xiàn)生命曾經(jīng)存在的痕跡，這將對人類理解地球上的生命起源有很大的幫助。生命的出現(xiàn)究竟是一定條件下的必然情況，還是純粹的好運(yùn)氣？火星如果曾經(jīng)存在和地球類似的生命現(xiàn)象，那么地球生命和火星生命是否出自同一個(gè)起源？或是各自獨(dú)立產(chǎn)生的？火星生命的進(jìn)化過程又是怎么樣的？這些問題對于人類都至關(guān)重要，因此人類急切需要更多的樣本進(jìn)行研究。實(shí)際上，在太陽系內(nèi)，火星并不是除了地球以外最有可能存在生命的天體，木星與土星的某些衛(wèi)星，都有可能在表面下儲藏著大量的液態(tài)水，并且在其附近有穩(wěn)定的熱量來源，在那里同樣有可能蘊(yùn)藏著生命現(xiàn)象。