作为太阳系中确定的唯一有智慧生命的星球,地球是独特又孤独的。不过以天文学中的天体家族而言,太阳系并不寂寥。因为除了地球,太阳系里还有7颗行星,上百颗卫星,以及难以计数的矮行星、小行星和彗星……它们大都是与地球几乎同期诞生的“兄弟姐妹”。但其中最受关注的无疑是火星,原因或许关系到地球的过去和人类的未来。
与地球相邻的“荧惑”之星
火星是距离太阳第四近的行星,也是太阳系中仅次于水星的第二小的行星,为太阳系里四颗类地行星之一。人类对火星的关注可以追溯到非常久远的过去,只是不同于中国人对月球的描述:有广寒宫、有桂花树、有寂寞的嫦娥和捣药的玉兔…,对火星的描绘长期停留在它鲜红的颜色上。
希腊神话认为火星代表着血与火,是战神阿瑞斯的象征,古罗马人继承了希腊人的神话,将其称为“战神玛尔斯”;在北欧神话里,火星也代表着战神提尔,所以在西方文化中,火星的显目红色被赋予了战争的基因。不过在东方文化,火星则由于在天空运动的轨迹复杂,时而自西向东,时而自东向西,有“荧荧火光、离离乱惑”之意,故称它为“荧惑”。
除此之外,至于火星上有什么,在相当长的时间里都是空白。不是人们不愿探究和想象,而是火星实在太远。火星距离地球最近时约为5500万公里,相比地月距离的40多万公里,实在太过遥远,更何况最远时距离超过4亿公里,两者的近距离接触也只有约15年才出现一次。
在天文望远镜发明以前,肉眼看到的火星,只是夜空中一个红色的光点而已。哪怕到了1610年,伽利略用自己制作的天文望远镜观测到火星时,依然无法分辨出火星表面的任何具体特征。直到后来随着科技的进步,各种深空观测设备、轨道卫星、登陆器和漫游车的加入,我们才对火星的表面、地质和气候有了一定的认识。
天问探测火星,祝融号造访着陆
不是火星有多好,而是没得选
原来火星是一个死寂的世界,到处是一片荒漠景象,平均温度-55℃,几乎没有液态水,大气层十分稀薄,内部的地核、岩浆也早已停止了活动,呼啸的狂风高达12级,漫天黄沙几乎能遮蔽全球的阳光,大地上散落的石头,在巨大的昼夜温差(-133℃~17℃)下开裂、破碎。这是真正的不毛之地,看不到任何生命痕迹。
火星沙尘暴
作为太阳系中“最像”地球的行星,火星虽然跟地球一样,由成分类似的地核、地幔和地壳组成,甚至诞生之初的“童年”都差不多。甚至在数十亿年前,火星也曾像地球一样有活跃的火山活动,有浓密的大气层,有海洋和湖泊河流。后来不知道什么原因,一切都变了。可能是火星太小了,直径约是地球的一半,体积为15%,质量为11%,表面重力约为月球的2.5倍、地球的2/5。
这使得火星内部储存的热量远少于地球,只发生过火山运动,并未有过类似地球的板块运动,再加上距离太阳也更远,热量获取少,最终导致热量向宇宙中散失的速度过快,地核早早冷却、凝固,不再产生磁场。而失去了磁场的保护,包括水蒸气在内的大气层,逐渐散失,最终表面只剩下了空寂寒冷的沙石和留存在南极的极地冰冠。
大气层的逃逸让火星的大气密度仅有地球的大约1%,且由二氧化碳(95.3%)加上氮气(2.7%)、氩气(1.6%)和微量的氧气(0.15%)和水汽(0.03%)组成,平均压强约为7毫巴(不足地球上的1%),虽然也能制造温室效应,但仅能提高其表面5℃,比金星和地球的温室效应差太多。
美国国家航空航天局官网公布的詹姆斯·韦伯太空望远镜捕捉到的最新木星照片。
但即便如此,科学家依然认为火星将是未来人类外星移民的首选之地,哪怕这里的空气寒冷稀薄、缺乏氧气。只因太阳系的其他行星情况要更糟,比起动辄几百度高温的金星和水星、气态表面的木星和土星,以及冰冷阴暗的天王星和海王星,火星已经算是最接近地球的“优良”环境了。
自然界的氨基酸百种千样,但用于组成蛋白质的基本氨基酸通常只有20种,图为氨基酸的基本结构
火星对于航天时代,如同大航海时代的亚速尔群岛
人类探索火星,除了考虑到未来的星际移民外,探索火星气候崩溃的原因和可能存在的生命,验证火星上是否存在不同于地球生命起源的第二种生命起源证据同样让人类兴奋。因为地球上所有生命的遗传物质都毫无例外的由22种氨基酸组成,属于同一起源。火星若存在生命,是否使用相同的氨基酸作为其遗传编码系统?只要有一种氨基酸不同,就可能是起源于另外一个过程。
20种组成蛋白质的基本氨基酸,还有2种不常见的蛋白氨基酸:硒代半胱氨酸和吡咯赖氨酸也参与生命运行。
要知道,人类现在所知晓的宇宙诞生于137亿年前的大爆炸,之后两亿就诞生了最早的恒星,约20多亿年之后就有了银河系。在恒星内部的各种合成和化学演化形成了生命所需的基本元素如碳、氧、氮、硫、磷,重要营养元素如铁、锌和铜等,以及一些简单的有机分子。在46亿年前太阳系形成,35亿年前地球上有了早期生命形态...。
多个氨基酸通过脱水可以像链珠一样串联成肽链;长肽链进一步折叠、结合,就可以组成各色各样的蛋白质。
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,是构成“碳基生命”这座高楼的“砖石”。
科学家们探索太阳系的深空,其中一个最主要目的,就是了解为什么太阳系中可以产生生命。而火星作为“最像”地球且距离地球最近的行星,自然就成了人类深空探索的第一站。未来不可知,就像15-17世纪,在世界各处海洋上,寻找着新的贸易路线和贸易伙伴的欧洲船队。而火星就是最早被葡萄牙航海家发现并殖民的亚速尔群岛,至今仍是西欧、南美、西非间重要海运站和国际航空中继站。
而通过对火星的持续探测,如果在火星上找到第二种生命起源的证据,就说明在宇宙中只要存在生命发生的环境和条件,生命就会自发地产生,宇宙中就可能是充满生命的。即便没有找到生命存在的样本,火星也能够成为诸多新技术的试验场地,比如大气制动,利用火星资源产生氧化剂和燃料返程用遥控自动仪和取样远程通讯等,为走向深空做技术储备。
于是便有了马斯克SpaceX太空公司雄心勃勃的“火星殖民计划”——即送100万人去火星建立一个火星上社区,当然这些去火星的先驱并不是到火星上“度假”,而是去充当“建筑工人”去拓荒,去用特殊材料在沙尘暴频繁的火星荒漠建造一个巨型的透明穹顶形增压建筑,作为未来数代人的火星殖民家园。当然这些火星先驱是永留火星的,而开发“星舰”飞船只是计划的第一步。
这就是火星,目前人类研究最多的行星,它被寄予厚望,被当作未来人类可能的“第二家园”,虽然迄今还没有人踏足,但数十次探索已经让人类对它有了初步了解。未来地球生命可能真的会在另一个星球上生息和繁衍,只是你我能否坚持到那个时代就是另外一件事了。
上期回顾:柴达木盆地:中国最大的雅丹地貌分布区,也是地球上最像火星的地方
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