2010-02-06

地球上的火星:絕對死地阿塔卡馬

「生命是艱難的,有時候,生命是不可能的。」

一些特別的微生物,可以在核廢料中興旺生長,可以在火山口,在沸騰的地熱間歇泉中,甚至在岩層的深處,安居落戶。它們特殊的結構令它們在足以殺死幾乎其它所有生物的化學和輻射環境下安然無恙。它們被稱為「極限生物」,是原核生物的一種,屬於這個星球上最古老,最簡單的生命形式。

但就在我們認為對生命非常溫柔的地球上,依然存在這麼一個地方,就是「極限生物」也只能毀滅消亡:智利的阿塔卡馬沙漠。


「這是唯一我們沒發現生命的地方,包括極限生命,是名副其實的死亡之地。」美國國家宇航局(NASA)研究阿塔卡馬多年的地理學家克裡斯·馬凱說。「無論在南極,北極或者地球上任何其他的沙漠,鏟起一塊土,總能在裡面發現細菌,只有在這裡,你什麼都找不到。」

這片毫無生機的碎石沙漠在南美安第斯山脈的一塊高地上延伸。在這片荒瘠、強酸性的土壤上,科學家們從未找到過植物、細胞的痕跡,甚至連細菌也不能在這裡存活。造成這一切的原因,其中一部分是因為缺水。這裡是地球上最干燥的地方,每十年的降雨量,只能用毫米來度量,而在沙漠的某些部分,已經數百年都沒有出現過絲毫的降水跡象。

在加上它的強酸性土壤,阿塔卡馬,這塊相當於2個意大利面積的地區,是地球上最接近火星的自然環境。

不過阿塔卡馬的奇異特質,強烈吸引著至少一種地球生物:NASA的科學家。

身為NASA和SETI學院的行星地質學家,娜塔利·卡布羅爾說:「這裡是進行火星探索最佳的訓練場所。」娜塔利多年致力於地外生命的搜索。

宇航局正在沙漠中測試,潮濕程度如何決定生命可能的分布:它們在哪裡生存,在哪裡毀滅。知道了地球生命的絕對極限,科學家們希望在諸如火星的其它行星上搜尋生命時會有更大的收獲。「生命在哪裡存在,我們很難說出來,但是我們可以驅車駛過阿塔卡馬,它就是一趟真實的火星之旅,我們繪制出跳躍出現的地方,就可以把它應用於火星。」馬凱說。

一個可居住的火星

太陽系還年的時候,火星上的環境也許就象今天的地球。「古火星,就是今天我們在20000英尺高度的安第斯山脈看到的那個樣子,」卡布羅爾說,「對於生命來說,這裡就是35億年前的火星。」火星車流浪者號、勇氣號,和機遇號的發現,都支持這一觀點。它們的觀測都暗示火星曾經是一個濕潤的星球,具有大氣層,有鹽分的海洋,流動的河流。

火星表面各種河谷的痕跡把這星球的表面劃成一片一片的化石區域,水波在這些區域中的石頭上留下歲月的證明。但還有一個至關緊要的不同,卡布羅爾表示,火星上的生命進化過程也許與地球完全不同。在地球上,生命的「可居住」年代,存在了漫長的45億年。在火星上,這段年代,可能只存在了10億年。而且在火星上,我們所知道的對於生命物質最為至關重要的東西——水,甚至比阿塔卡馬沙漠裡還少。這樣看來,似乎任何生命都會被輻射和干旱淘汰掉。

然而科學家堅信,如果生命的三要素都在火星上存在——能量,營養,和水,生命就可以存在、延續。但現在找到這些證據並不容易。卡布羅爾說到:「這些也許都掩蓋在火星的表面情況下了,因而在火星上我們必須得比在阿塔卡馬中更加機靈。」

專家們希望阿塔卡馬中的活動能夠精煉地外生命探測技術。標定生命信號的化學化驗正變得越來越靈敏,人們期望能找到那些生活在最惡劣環境下的生命。加州帕薩丹納噴氣推動實驗室的科學家阿德裡安·蓬斯:「我們正尋找地球上最堅強的生命形式。」

一些細菌種類,采取孢子的形式,即是一種睡眠狀態的形式,以渡過最艱難的歲月。這種「冬眠盾牌」保護微生物免於受到脫水、輻射和缺乏養分的傷害。同時也使他們成為超級「宇航員」,富有彈性的孢子可以直接暴露在太空之中而沒有任何實質上的保護。

人們曾經將許多的微生物放入太空。持續時間最長的一次,實驗運載設施1984年進入軌道,1990年回收,遠超過對它的運行時間預期。其間它載著微生物在太空中進行了一系列的實驗。

NASA的科學家發現細菌的孢子以睡眠形態存在於運載設施上。盡管它們直接暴露在太陽系的各種輻射下,這些孢子在六年後回歸時,復蘇起來毫無困難。麥克爾·梅耶斯,NASA的資深天體生物學專家回憶說,那時科學家們都對這幾乎不可思議的事情留下了深刻的印象。他說:「孢子在惡劣環境下的生存真是棒極了,它基本上是干燥的(不懼怕脫水的問題),還能減少由於輻射帶來的生物突變。它們簡直就是精力充沛的自我修復裝置。」

這些事情使人們對於有生源說更有信心。這種學說認為生命可以在兩個太空中相對隔絕的行星之間傳播,通過搭隕石和彗星的「便車」。梅耶斯認為,太陽系內完全存在有生源說描述的情況,而在恆星系統之間的星際旅行會少得多,因為「宇宙輻射可以輕松的把你的生命抹掉。」

NASA嚴肅的對待這項理論,並建立一個行星生命保護辦公室。這個辦公室對各種太空飛船進行嚴格的生物進化處理,不讓地球上的生命污染其他的星球,也保護地球生命不受太空生命的影響。這也是科學家努力提高檢測儀器靈敏度的原因之一。上一次的探測試驗,火星「海盜探測器」,未能在火星上發現生命。如果海盜號在阿塔卡馬沙漠著陸,它也會認為這是一個沒有生命的粉末星球。

龐斯致力於防止這方面出現什麼失誤,他的目的是:哪怕這裡只有一個孢子,也要把它找出來。

目前龐斯設計的儀器是一個像桌面一樣的圓盤,這個探測儀器還得縮小體積和提高性能,短期內它還不會出現在火星上。如果這個硬件通過了在阿塔卡馬沙漠的測試,並且資金充分,龐斯的儀器有可能在十年後隨著火星科學實驗室一起到達紅色星球。

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