這里是我們的太陽系。早在幾十億年前,最古老的生命已經(jīng)在太陽系里漂流,太陽系廣闊的空間就是汪洋大海,那些行星、衛(wèi)星就是一座座島嶼,是生命的驛站和家園。
尋找火星生命
1970年前后,美國“水手”號系列探測器相繼掠過火星,掀起了人類探索火星的第一個高潮。通過這些探測器發(fā)回來的大量照片,科學家發(fā)現(xiàn),火星表面溝壑縱橫,仿佛是河流網(wǎng)絡留下的印跡。河道的形成可不是一朝一夕的事情,一定要有長時間溫暖濕潤的環(huán)境,在經(jīng)年累月的流水沖刷下才會造就。
人類第一次意識到,那遙遠的紅色星球可能也曾像地球一樣溫暖濕潤,有著豐沛的水源。那么,它是否也曾經(jīng)孕育過生命呢?
1976年7月和8月,“海盜1號”、“海盜2號”探測器終于踏上了火星的大地。它們在火星土壤中發(fā)現(xiàn)了奇特的化學元素,但并沒有發(fā)現(xiàn)火星上存在生命或其他的有機化合物確鑿的證據(jù)。
1996年至2004年,人類探測火星進入新一輪高潮,美國宇航局和歐洲宇航局成功發(fā)射了多顆火星探測器,火星的地面情況更清楚地展現(xiàn)在了我們面前。科學家在巖石中發(fā)現(xiàn)了赤鐵礦、硅酸鹽等礦物,這些礦物在沒有水的情況下是無法生成的。關于火星上曾經(jīng)有水的證據(jù)越來越多了。2002年,“奧德賽”探測器甚至發(fā)現(xiàn)火星表層中可能現(xiàn)在還含有豐富的冰凍水!
從墜落到地球的火星隕石中,科學家從另一個側(cè)面得到了火星上曾經(jīng)有水和生命的證據(jù)。在過去的20年中,科學家們已經(jīng)在地球上找到了超過30顆來自火星的隕石。其中一塊在南極找到的隕石受到了科學家們的格外關注,他們發(fā)現(xiàn)隕石里面有一些磁性礦物質(zhì)和地球上一些細菌體內(nèi)的磁性物質(zhì)非常相似,有些細菌就是通過體內(nèi)的磁性物質(zhì)來辨明方位的。進一步,他們又發(fā)現(xiàn)了一些名為多環(huán)芳香烴的有機化合物,這是生物體普遍含有的一種物質(zhì),這也是生命存在的跡象。而最重要的是,科學家在里面發(fā)現(xiàn)了一些類似微生物的化石,它們與地球上的桿菌的形狀極為相似,只是體積僅有桿菌的十分之一。
火星,這顆太陽系中與地球最相似的行星,已經(jīng)有越來越多的證據(jù)指向它曾經(jīng)有過水和生命。
我們完全有理由相信,在太陽系混沌初開時劇烈變化的環(huán)境中,生命的種子曾同時播撒在火星與地球上。那時,有無數(shù)大大小小的巖石在初生的太陽系內(nèi)四處游蕩,肆意撞擊著尚在襁褓中的行星。隕石通常都含有豐富的水分,為太陽系內(nèi)行星帶來了最初的水氣,火星和地球上的水都是這么來的。在連綿不絕的隕石雨中,與水分子相伴同行的是孕育生命的有機分子,它們是由漂浮在太空中的小分子在宇宙射線的作用下生成的。
到處都是生命的驛站
現(xiàn)在,已經(jīng)有越來越多的科學家認為,生命的出現(xiàn)決不是一個孤獨事件,而是一個普遍事件,生命的種子不僅播撒在火星與地球上,很可能在較短的時間里就遍撒在太陽系的許多星球上。
地球的另一個鄰居——金星,同樣具備生命種子“培養(yǎng)基地”的資格。雖然金星表面的溫度極高,達到了480℃,大氣壓強又太大,但是在金星大氣層中的某些位置,溫度只有40℃左右,那里有陽光和各種化合物,適宜生命棲息。一些天文學家認為,早期金星應該也含有水。在40億年前,金星也是位于可棲居區(qū)的行星,而且環(huán)境很像目前的地球,完全有孕育生命的條件。
在木星和土星那眾多的衛(wèi)星上,也處處顯露出生命曾經(jīng)萌芽的跡象。
木星的第四大衛(wèi)星歐羅巴的體積與月亮類似,科學家發(fā)現(xiàn),它的表面是一片冰天雪地的景象。在這顆星球的冰凍表面之下,存在著深達上百千米的液態(tài)海洋,巨大的表面冰層會在木星引力的作用下緩慢地潮漲潮落。歐羅巴是太陽系中有可能含生命的星球。
在土星最大的衛(wèi)星土衛(wèi)六——泰坦上,大氣中富含有機化合物甲烷,整日霧氣騰騰。一些科學家認為,泰坦目前的環(huán)境很像地球早期的環(huán)境,具備了生命誕生的許多條件。只是該衛(wèi)星十分寒冷,目前在表面存在生命形式的可能性微乎其微,但是泰坦的地下,卻有可能龜縮著一些生命形式。
土衛(wèi)二同樣也是尋找生命足跡的好去處。土衛(wèi)二在離土星最遠的一個環(huán)運行,這顆衛(wèi)星的表面是一個寒冷的地獄。但令人意外的是,“卡西尼”號探測器發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二的表面噴出一團團水蒸氣,達數(shù)百公里遠。這表明土衛(wèi)二地層下有潮汐熱現(xiàn)象,潮汐熱導致暖和、低密度的化學物質(zhì)噴出來,那一團團的化學物質(zhì)中可能蘊藏著簡單的微生物。
隨著人類在太陽系探測活動的日益頻繁,將會有更多的生命蹤跡被發(fā)現(xiàn)。當然,不是所有存在的生命都能茁壯成長的,面對低溫以及嚴峻的化學環(huán)境,生命新陳代謝的能量極為虛弱,只能以最簡單生命形式存在。
開始星際啟航
生命的本質(zhì)是沖動的,它們一旦出現(xiàn),都不會安分守己地呆在自己的星球上,而是把整個太陽系都作為自己可能的殖民地,開始雄心勃勃的擴張之旅。
我們可以想象出40多億年前的一幕:在初生的太陽的普照下,生命之花從可棲居區(qū)的某個星球上誕生了。在那時,太空中還殘留著許多沒有被行星清理的大大小小的隕石。隕石不斷地被大的行星或衛(wèi)星吸引并墜地,撞擊濺起的石塊中,躲藏著一些雄心勃勃的堅強細菌。石塊飛船攜帶著細菌在太陽系四處漂流著,遇到一顆合適的星球,就卸下細菌旅客。這個星球很快也將被細菌布滿。下一次撞擊來臨時,這顆新定居的星球又成了生命旅程的起點……
這一幕已不僅僅是理論設想了,最新研究業(yè)已顯示,地球上最早的一些簡單生物很可能是搭載隕石從火星來到地球的。科學家最近發(fā)現(xiàn)了幾種特殊材料制成的細菌,它們在人體能夠承受輻射極限幾千倍的輻射下仍然能夠成活。科學家們不相信任何地球上起源的生命可以演化出這些特異功能,因為在過去40多億年中,地球上的輻射強度變化不大,所以這些超級細菌可能源自火星,搭乘隕石來到地球,并最終成為地球上最早的簡單生命。
它們經(jīng)歷了怎樣艱辛的旅程才從火星到達了地球呢?
火星生命要想到達遙遠的地球,首先必須獲得一定的初速度,從火星上成功地逃逸到太空中去。小行星和彗星對火星的撞擊就可以做到這一點,它們的力量足可以把一部分火星巖石撞到太空中。而這些噴射的巖石正好可以成為星際間生命漂流的運輸飛船。在太陽系形成的早期,經(jīng)常出現(xiàn)小天體碰撞大行星的現(xiàn)象。每隔幾百萬年,火星就會經(jīng)歷一次足夠強烈的撞擊,噴射出能夠最終到達地球的巖石。
以前人們認為,當小行星或彗星撞擊火星表面時,火星表面噴發(fā)出的物質(zhì)將會承受極高的溫度,它們將會熔融甚至是氣化。這樣一來,任何躲藏在里面的生命都會死亡。然而后來對火星隕石的研究表明,它們自身完好無損,并未經(jīng)受煉獄般的熔融過程?;鹦窃馐茏矒魰r,表面上的巖石可以高速“彈射”出去,既不會發(fā)生大的形變,也不會被加熱到很高的溫度,躲在里面的微生物幾乎安然無恙。所以,生命旅程的啟航是比較安全的。
披荊斬刺的生命漂流
大部分噴射出的巖石會在太空中四處飄蕩。這些星際旅客有些可能會在太空中游蕩幾百萬年,而有些拳頭大小的石塊也許只需要一年左右的時間,就能完成從一顆行星到另一顆行星的星際旅行。生命的種子可以搭載這些巖石,穿越太空,從火星飛到地球。
生命從一顆星球流浪到另一顆星球,可不像古代的流浪歌手那么浪漫,而像是歷經(jīng)九九八十一難的取經(jīng)者,其間駭浪滔天、荊棘滿布。這注定將是一段危機四伏的驚魂之旅。生命將經(jīng)受紫外線、帶電粒子、高能伽馬射線等各種射線急風暴雨般的攻擊。在星際航行中孤獨無助的乘客們,遇到這些兇惡的匪徒時會慘遭毒手嗎?
首先威脅到星際乘客安全的是紫外線。紫外線的能量僅比可見光的能量高一些,但是它也足以破壞微生物體內(nèi)的化學鍵,從而使星際旅客喪命。然而紫外線雖然危險,卻并不夠兇悍,它的穿透力僅僅有幾微米。一個細小的塵埃暴露在紫外線下,上面附著的微生物也會有少數(shù)存活下來,而在一個鴨蛋大小的隕石里,微生物就更高枕無憂了。
真正兇險的是高能帶電粒子和伽馬射線的攻擊。高能帶電粒子是宇宙射線的主要組成部分,伽馬射線是能量極高的電磁波,它們都可以穿透巖石表面1米以下。到達地球的“星際飛船”多是拳頭大小的石塊,里面的微生物無處可藏,似乎它們已經(jīng)必死無疑了。
然而,并非所有的微生物都如此脆弱,前面提到的幾種特殊材料制成的細菌,對輻射有著頑強的抵抗力,甚至在核反應堆中還能繁殖??茖W家預測,這樣的細菌如果躲在巖石里,可以抵擋宇宙射線的襲擊,它們能在太空中存活幾十年的時間。這些堅強的乘客在排除了艱難險阻之后,將會到達它們的目的地——地球。
新的家園眼看就要到了,“隕石號星際飛船”的著陸卻還要費一番周折。地球厚厚的大氣層是旅途中的最后一道難題,火星巖石與大氣層的摩擦會產(chǎn)生熱量,這會不會把微生物燒為灰燼?即將成功的航行會不會因此而功虧一簣呢?
結(jié)果是令人樂觀的!科學家研究證實,與大氣層摩擦產(chǎn)生的熱量確實會使巖石表面熔融,然而這些熱量最多只能影響到巖石表面以下幾毫米的厚度,藏在更深層的微生物會幸運地躍過這最后一道關卡。從此,九死一生的火星來客們開始把地球作為它們的新家。
從地球到火星的逆向漂流
如果火星生命可以“乘坐”巖石飛抵地球,那么地球上的生命是否也可以進行類似的旅行,從地球飛向火星呢?
這種可能性要比生命從火星到地球小,因為太空中的隕石受到太陽引力的影響,更容易從遠離太陽的星球向著靠近太陽的方向前進。地球比火星更靠近太陽,所以地球上的物質(zhì)漂流到火星上的質(zhì)量僅僅是從火星到達地球的物質(zhì)的百分之幾而已。
地球到火星的反向路途雖然更艱難,但也是有可能的。如果生命可以在地球和火星之間雙向旅行,并且安然無恙,那么放眼整個太陽系,又該有多少行星、衛(wèi)星會成為生命漂流的驛站呢?我們可以相信,在太陽系剛剛誕生的幾億年里,第一批太陽系居民已經(jīng)在行星之間來回穿梭奔波了,它們就是我們最早的祖先!
(選自《科學之謎》)