歐陽自遠

神秘的紅星

火星，因其熒熒如火，亮度經(jīng)常變化，位置也不固定，我國古人將火星取名為“熒惑”；古巴比倫人稱“尼嘎”（剛烈英雄）；古埃及人稱“哈·底契” （紅色亮星）。在古希臘和古羅馬的神話中，火星是宙斯和赫拉的兒子，他司職戰(zhàn)爭，形象英俊，勇猛頑強，喜歡打仗，是力量與權(quán)力的象徵，是好斗與屠殺的戰(zhàn)神。古希臘人稱火星為“阿瑞斯”（戰(zhàn)神）。

火星有兩個平均直徑十幾千米的小衛(wèi)星，就是以阿瑞斯的兩個兒子——福波斯和德瑞斯命名的；古羅馬人稱火星為“瑪爾斯”，是身披盔甲渾身是血的戰(zhàn)神，火星的符號是♂。Mars之名和火星符號被國際沿用至今。

1609年，意大利科學(xué)家伽利略第一次用望遠鏡觀察火星，開創(chuàng)了人類用科學(xué)儀器觀測火星之先河。1666年，G.卡西尼 通過望遠鏡觀察火星并確定了其轉(zhuǎn)動周期，計算火星的日長是24小時40分鐘。1672年，惠更斯第一次發(fā)現(xiàn)在火星的南極有一個白點，可能是極冠，并第一次提出了可能存在地外生命的猜想。1777－1783年，英國天文學(xué)家W.赫歇爾用自己發(fā)明的望遠鏡研究了火星，并錯誤地認(rèn)為火星上黑暗的地方是海洋，明亮的地方是陸地，還認(rèn)為所有的星球都居住有生命。他還預(yù)言，也許火星居民也享受著與我們類似的環(huán)境。

1877年米蘭天文臺臺長亞帕雷利斯基觀測火星之后，宣布他看到了火星上的“cannali”，原意是道路卻被錯譯為“運河”，后來演繹出火星上有運河就有開鑿和利用運河的火星人和興盛的農(nóng)業(yè)。19世紀(jì)末，開始了火星運河的狂熱研究，大量有關(guān) “火星人”、“火星人襲擊地球”、“大戰(zhàn)火星人”等小說和電影應(yīng)運而生。1905年，美國的厄爾火星觀察臺，拍攝到火星38條“運河”的照片。

已知的火星

太陽系的八大行星，按照距離太陽由近及遠的次序依次是：水星、金星、地球和火星，由于它們體積較小，密度較大，具有固體的巖石表面，被稱為類地行星或內(nèi)行星；火星之外是木星、土星、天王星和海王星四個巨行星，也叫類木行星。

火星的平均赤道半徑為3393千米，僅為地球的53%；火星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的10.74%；火星繞太陽的公轉(zhuǎn)的運行軌道呈橢圓形，周期為687天，即1.88個地球年；火星的自轉(zhuǎn)情況跟地球相似，自轉(zhuǎn)方向跟地球相同，自轉(zhuǎn)周期也就是火星一天的時間為24.63小時；火星的自轉(zhuǎn)軸是傾斜的，傾角為25.19。，因此火星上也有四季變化，但每個季節(jié)大約比地球季節(jié)要長一倍。

火星與太陽的距離比地球遠，平均距離約為2.28 億千米（地球約1.5億千米），火星表面的年平均溫度為-57。C,表面晝夜溫度變化于20℃到一139℃之間，火星比地球寒冷，晝夜溫差比地球大。

火星表面的重力加速度是3.72米/秒2，逃逸速度5.0米/秒，而地球分別是9.75米/秒2和11.2米/秒；因此火星的引力場較弱，大氣比較稀疏容易逃逸，平均表面氣壓僅700帕，不到地球海平面氣壓的1%?；鹦谴髿獾闹饕煞质荂O2（占95.3%），其次是N2（占2.7%）?；鹦怯捎诖髿庀”?，風(fēng)速很大，風(fēng)在火星表面肆虐，形成了廣泛分布的活動沙丘和沙漠。火星上經(jīng)常發(fā)生臺風(fēng)和龍卷風(fēng)。當(dāng)風(fēng)速達到50～100米/秒時，100微米的塵沙被吹到大氣中，形成區(qū)域性塵暴。每個火星年約發(fā)生上百次區(qū)域性塵暴，幾個區(qū)域性塵暴偶然聯(lián)合起來，把大量塵沙卷到30千米的高空，發(fā)展成全球性大塵暴，可持續(xù)幾個星期。

火星的地形明顯地不對稱，南半球的地勢比北半球高?；鹦潜砻娴?/3都是古老的、撞擊坑非常密集的地形。南半球分布有無數(shù)網(wǎng)絡(luò)狀的河谷系統(tǒng)，它們看上去象是被流水切割形成的，太陽系最長、最大的水手大峽谷，長3000多千米，寬600千米、深約8千米；而地球上美國亞利桑那州的“大峽谷”，其長度僅 800千米、寬30千米、深1.8千米?；鹦墙o人印象最深刻的面貌是巨大的盾狀火山，例如奧林匹克火山就是一個龐然大物，直徑達550千米，山峰高27.4千米，是太陽系最高的山峰?；鹦堑谋卑肭蛩坪踉?jīng)是遼闊的大洋盆地，是“河流”匯集的“海洋”?；鹦鞘且粋€寒冷的、干燥的荒漠世界。

尋找生命跡象

自1961年以來，美國和前蘇聯(lián)在火星探測上展開了一場激烈的競爭。

2003年，歐空局開始發(fā)射“火星快車”探測火星，迄今為止對火星實施了42次探測，探測方式實現(xiàn)了對火星的飛越、環(huán)繞、軟著陸、火星車巡視和現(xiàn)場分析樣品，突破了一系列關(guān)鍵技術(shù)，大大提高了人類對太陽系探測的能力，獲得了對火星深入系統(tǒng)的科學(xué)認(rèn)識?；鹦翘綔y的科學(xué)問題主要集中在探測火星生命活動的信息，探測與研究火星的演化，以及與類地行星的比較研究和探討火星的長期改造與今后大量移民建立人類第二個棲息地的前景，為人類社會的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。

火星探測的首要任務(wù)是探測火星生命活動的信息。通過大量火星軌道環(huán)繞探測器的探測，特別是美國在1975年發(fā)射的海盜1號和海盜2號著陸器和2007年發(fā)射的鳳凰號著陸器，在火星表面開展了一系列生命活動信息的探測與生命科學(xué)實驗，證明當(dāng)今火星表面沒有任何生命活動的跡象。

正當(dāng)人們對火星生命的探測懷著絕望之際，卻在火星大氣層中發(fā)現(xiàn)了含有微量的水蒸氣和甲烷，又重新點燃了探測火星生命的希望。凡有生命的活動必定會釋放甲烷，大氣層中的甲烷可能表證火星有最低等生命的活動。地球上廣泛分布的天然氣藏（主要成分是甲烷），絕大部分也是生物成因；但是，在大慶等地也發(fā)現(xiàn)一些天然氣藏是由非生物過程形成的。因此，關(guān)鍵問題是要科學(xué)判別火星大氣中的甲烷是生物成因，還是非生物成因？由于火星大氣中甲烷的含量僅有30ppt（1ppt是1萬億分之一），當(dāng)今火星探測衛(wèi)星的同位素質(zhì)譜儀還不具備測定甲烷等化合物碳同位素的技術(shù)能力，只能在技術(shù)取得突破后才有可能予以回答。

1984年在南極阿連山地區(qū)找到了一塊火星隕石ALH84001。美國的科學(xué)家將隕石切片在電子顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)隕石中有大量密密麻麻分布的微體生物 “化石”——細(xì)菌。微體生物的截面大約只有1%頭發(fā)絲大小。經(jīng)測定，ALH 84001的形成年齡為36億年，表明36億年前，火星曾繁衍過最低等的生命——細(xì)菌。當(dāng)時，地球發(fā)育的生物水平也是最低等的微體生物——細(xì)菌。問題引發(fā)了更大范圍的科學(xué)爭論：既然火星的生物“化石”現(xiàn)在可以帶到地球上來，在更遠古的時代，火星的生命物質(zhì)也可以隨隕石帶到地球上來，說不定地球的生命是火星生命的后代。當(dāng)然也完全可以相反，地球的生命物質(zhì)也可以隨地球隕石帶到火星上去，火星的生命卻是地球生命的后代。也許地球和火星都曾各自發(fā)育過生命。由于火星環(huán)境惡劣，生命被夭折了，而地球的生命得以演化繁衍。ALH84001經(jīng)過全世界科學(xué)家的精細(xì)研究，有一派科學(xué)家列舉大量事實證明，這些“化石”并不是生命物質(zhì)的化石，而是自然過程形成的特殊結(jié)構(gòu)，是典型的非生物成因?；鹦鞘欠裨?jīng)有過生命仍然是一個謎。

希望依然存在

火星現(xiàn)在沒有任何生命活動的信息?；鹦沁^去可能發(fā)育過生命，火星的演化歷史的確存在過氣候適宜于生命產(chǎn)生與生存的環(huán)境。大量的探測成果表明，火星表面存在大量的古河道體系和水流動痕跡。生命產(chǎn)生與演化的必要條件之一是必須有水的存在，而火星上曾經(jīng)有過大量的水體活動，無疑給火星上曾經(jīng)有過生命物質(zhì)的觀點提供了有利的證據(jù)。要確證火星曾經(jīng)存在過生命，必須找到火星表面的沉積巖并在沉積巖中發(fā)現(xiàn)火星的生物化石。

火星現(xiàn)在是不是具備生命存在與繁衍的條件與環(huán)境？

根據(jù)海底黑煙囪、極地冰蓋下、鹽湖淤泥和炎熱沙漠等極端環(huán)境下各種生命形態(tài)的發(fā)現(xiàn)與研究，表明火星表面的環(huán)境依然具備生命繁衍的條件。由于火星表面是干枯的，沒有水體的活動，而大量的事實證明火星的水體埋藏在地下。探測火星地下水的埋藏位置，有可能發(fā)現(xiàn)火星的低等生命形態(tài)。

火星生命的探測依然是任重而道遠！