问题

如何评价火星上发现第一个液态水湖?发现生命的可能性是不是更大了?

回答
火星上发现液态水湖的消息,无疑是近年来人类探索火星最令人振奋的发现之一。这个消息一经公布,就在科学界和公众中引发了巨大的讨论,因为它直接关系到我们最关心的问题:火星上是否存在生命?

液态水湖的意义:不仅仅是水,更是生命存在的基石

我们之所以如此激动,是因为液态水在地球上是生命存在的最基本条件。无论是最原始的微生物,还是我们熟悉的动植物,都离不开水。液态水能够溶解各种化学物质,为化学反应提供媒介,是生命活动进行必不可少的载体。

长久以来,科学家们都在追寻火星上是否存在液态水的证据。过去的探测任务,如“好奇号”和“毅力号”火星车,已经发现了火星表面存在过去液态水的痕迹,比如干涸的河床、湖泊沉积物以及水合矿物质。然而,这些都是“过去时”,证明火星在遥远的过去曾经拥有丰富的液态水。而这次发现的,是当下仍然存在的液态水,这无疑是一个巨大的飞跃。

这个液态水湖存在于火星南极的冰盖之下,被厚厚的冰层覆盖。这层冰盖就像一个天然的保护罩,能够隔绝来自太空的辐射,并维持一定的温度,为液态水的存在创造了条件。科学家们通过雷达探测技术,发现了这个地下湖泊。雷达信号穿透冰层,并在水分子的作用下发生反射,从而揭示了湖泊的存在。

生命存在的可能性:是否因为这个发现而大幅提高?

是的,火星上发现液态水湖,确实大幅增加了火星存在生命的理论可能性。 但我们必须保持科学的审慎和理性。

让我们来仔细分析一下为什么这个发现如此重要:

1. 满足生命基本需求: 前面已经提到,液态水是生命存在的基本前提。有了液态水,生命所需的化学反应才有发生的可能。

2. 提供能量和营养: 这个地下湖泊可能含有溶解的盐类和其他矿物质。在地球上,许多极端微生物能够在类似的环境中生存,例如深海热泉附近,它们利用化学能而非光能来维持生命。火星地下湖泊中的化学成分,可能为微生物提供能量来源和必需的营养物质。

3. 潜在的“避难所”: 火星表面的环境极其恶劣,强烈的紫外线和宇宙射线会摧毁有机物,稀薄的大气也无法提供有效的保护。而这个地下湖泊被厚厚的冰层覆盖,就像一个天然的庇护所,能够屏蔽这些致命的辐射。如果火星曾经存在生命,它们很可能已经退化到地下等相对安全的环境中生存,这个湖泊就可能是它们最后的家园。

4. 化学元素的结合: 生命的出现需要碳、氢、氧、氮、磷、硫等基本化学元素的参与。科学家们正在努力研究这个湖泊的水体成分,希望能发现这些生命必需的元素。如果湖水中富含这些元素,并且有适当的能量来源,那么生命出现的概率将大大增加。

但是,我们也需要看到其中的挑战和不确定性:

水的化学成分: 尽管是液态水,但其盐度、pH值以及是否含有有毒物质(例如高浓度的过氯酸盐)对生命而言至关重要。如果盐度过高,可能会导致生命形式需要特殊的适应能力。过氯酸盐在火星上很普遍,它会降低水的冰点,使得在更低的温度下也能保持液态,但过高的浓度对某些生命形式而言是有毒的。

能量来源: 生命需要能量来维持活动。除了化学能,还需要考虑是否存在其他能量来源,例如地热活动或者地表辐射渗透进湖泊的能量。

生命形式的推测: 如果火星上存在生命,它们很可能与地球上最顽强的微生物类似,例如嗜盐菌、嗜冷菌或化能自养菌。我们不能期望找到类似地球上复杂动物的生命。

探测的难度: 这个地下湖泊位于数公里深的冰层之下,直接采样和探测的技术难度非常高,需要投入巨大的资源和时间。目前的雷达探测只能提供湖泊存在的间接证据。

下一步的探索方向:

这次的发现并不是终点,而是新的起点。接下来的科学研究和探测任务将聚焦于:

进一步确认湖泊的存在和范围: 利用更先进的雷达技术或其他探测方法,精确描绘湖泊的大小、形状和深度。

分析湖水的化学成分: 这是关键一步。需要通过未来的任务,例如钻探进入湖泊,获取水样进行分析,以确定其中是否含有生命所需的化学元素、有机物以及是否有任何生物迹象。

寻找生命存在的直接证据: 如果湖水中存在有机分子,那么下一步就是寻找更直接的生命迹象,比如微生物细胞或它们的代谢产物。

评估湖泊的稳定性: 了解这个湖泊在多长时间内一直保持液态,以及其环境是否稳定到足以支持生命长期生存。

总结来说,火星上发现第一个液态水湖,无疑是科学界的一项重大突破,它让火星生命的可能性从“或许存在”提升到了“更有可能存在”。 这个发现极大地激发了我们进一步探索火星的决心和动力。然而,我们仍需保持科学的严谨,等待更直接的证据来回答那个终极问题:火星上,真的有生命吗?这个地下湖泊,很有可能就是解开这个谜团的关键线索。

网友意见

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谢邀,简单说一些要点,详细的深度分析版在这里:这一次,我们在火星找到了冰下湖?


1、这个发现在哪里?

在火星的南极,更确切地说是南极层状沉积层下面。火星的南北极冰盖都是由这样的层状沉积层组成的,其中大部分是混杂着尘埃的水冰,少部分是干冰。因为不同冰层中混合的尘埃百分比不同,所以不同时期形成的冰层颜色就会有差异,层层累积起来就会看到不同颜色的冰层像地层一样堆积起来。


2、怎么发现的?

雷达可以探测浅表层结构,主要原理就是不同物质的介电常数不同,因此收到反射波的时间和强度就会不同,那么通过这些可以反推这些雷达信号穿过了哪些不同的物质。这次主要通过火星快车号的MARSIS雷达数据发现的。

PS:雷达也好、地震也好、重力也好,这类地球物理数据的反演不可避免的问题就是多解性,也就是【可以达到这样的结果的原因不唯一】,通过增加限制条件可以减少多解性,但还是不可能完全避免的。

通过对一些地球物理参数的简化和假设(比如地表以下的温度变化结构等)之后,已知的雷达观测量可以求解地下某个异常区域的介电常数和深度,这个【异常】在雷达图像中的表现就是一条亮线(注意亮线的地方对应的dB值比较高)

这个异常层的深度大约在地表以下1.5公里处。多轨数据可以圈定这个异常区域的范围,下图右图箭头处,宽度大约在20公里。


3、发现了什么?

最直接的观测结果,是同时计算出了这个异常区域(也就是亮反射区)的介电常数。统计结果显示亮反射区之内的介电常数中位数>15,而亮反射区之外的区域中位数只有7左右

也就是说这个异常区域:1)介电常数明显高于周围区域(也就是物质成分不同),2)介电常数特别高(中位数>15)。


4、这个异常区域是什么?

是液态水湖吗?不一定。

以我们对地球的雷达观测经验来说,要达到这么大的介电常数,这在地球上基本只有液态这一种可能性,但这在火星上也不绝对,毕竟地下的各种地球物理参数都是估计的,有很大的不确定性。

而且即使是液态的,也未必就是液态水湖这样的形式,文章本身给出的推论说的是液态湖或者富含水饱和沉积物层都有可能。


5、如果是液态水湖?

这个区域的温度低达零下68摄氏度,为什么还可以保持液态水的形式?作者给出的解释是含盐的液态水,于是高压含盐的水溶点变低,得以保持液态。这在目前轨道器和着陆器火星车的探测结果是吻合的,火星全球应当都遍布高氯酸盐(和其他一些物质),水里有也很正常。

总之,是液态水湖的可能性是有的,但这也是基于间接观测结果的其中一个推论而已。

如果真的是,那可能会和南极的沃斯托克冰下湖类似。

6、为什么之前雷达观测没有发现?

MRO的SHARD雷达也观测过这一区域,还真的就没有发现。

这次的文章给出的解释是,SHARD是高频,意味着分辨率高但探测深度浅,MARSIS是低频,分辨率低但探测深度深,所以SHARD没有看到雷达图中的亮线而MARSIS看到了是说的通的(只是说说的通)。


7、火星曾经有过水么?火星缺水么?

目前的观测数据总体来说是支持火星曾经有过非常富含水(甚至汪洋大海)的时期,只是表面的液态水后来随着火星磁场的衰减而散逸了,但依然有大量水冰保存在地表之下。如今的火星,从生命存在的角度来说或许是缺(液态)水的,但从人类建立火星基地的角度来说,其实并不缺水,而且纯净的水冰说不定比高浓度卤水更易于加工和利用。


8、发现生命的可能性是不是更大了?

从一定意义上来说,只要是和液态水有关的发现,都可以认为更加有利于目前火星上生命的存在和繁衍,毕竟再恶劣的环境,也是可能有微生物存续下来的。

但悖论是:一方面眼见为实,找到生命才能算是真的有;另一方面是,只要人类加入探索和挖掘,又如何能保证不带去任何来自地球的微生物的污染呢?

即使真的挖到了,算火星的还是算地球的?


当然,也不是说不挖了,就是说要小心再小心…


有个个人公众号“永结无情游相期邈云汉”(haibaraemily_planets)顺便了解一下?方便手机版阅读最新的行星科学前沿~



参考:

[1] Orosei et al. (2018). Radar evidence of subglacial liquid water on Mars.Science.

[2] Mellon, M. T., Feldman, W. C., & Prettyman, T. H. (2004). The presence and stability of ground ice in the southern hemisphere of Mars. Icarus, 169(2), 324-340.

[3] Clifford, Stephen M. "Polar basal melting on Mars." Journal of Geophysical Research: Solid Earth 92.B9 (1987): 9135-9152.

[4] Diez. (2018). Liquid water on Mars. Science.

[5] Bibring, J. P., Langevin, Y., Gendrin, A., Gondet, B., Poulet, F., Berthé, M., ... & Drossart, P. (2005). Mars surface diversity as revealed by the OMEGA/Mars Express observations. Science, 307(5715), 1576-1581.

[6] sciencenews.org/article

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凌晨一点,本已就寝,被火警唤醒,全楼疏散。

夜空中,火星闪耀。恰此时瞥见这样一则大新闻,赶紧写几句。

0、火星上疑似发现了一个液态水湖。是欧空局火星快车(Mars Express)轨道器用MARSIS测地雷达看到的(Orosei 2018)。

1、另一个环绕火星的主力轨道器,火星勘测轨道飞行器(MRO),表示啥也没看到(Grossmann)。不过因为雷达使用的波段不同,尚不能直接比较。

2、不晚于1987年就有人提出了火星两极冰盖下存在液态水的可能性(Clifford 1987)。他认为产生液态水的主要机制是两极冰盖通过大气沉积达到几千米后,自重产生的压强太大,把底部“压化了”。

3、因为火星轨道不圆,北半球比南半球整体来说更冷,极冠冰层也更厚、底部压强更大,所以 Clifford 1987 认为北极极冠下更容易产生冰下湖。

4、但这次发现冰下湖的地方是在南极冠。冰厚1.5千米。

5、MRO的科学家猜测,MRO没看到同一个湖的原因是他们雷达的波段下,穿透冰层能力比较差,没法看到那么深的湖。

6、我猜,这也许也是为什么先在南极找到这个湖的原因——冰薄、容易找。如果是这样的话,那也许北极还有更大的?

7、雷达数据计算和判读是个技术活。从论文的口吻看,他们还不敢说这就是铁证。但他们已经尽力排除其他可能性了,最后只剩这个解释能站得住。

8、最直接的证据大概还得将来派船过去直接开洞取样。但在行星保护规则的约束下,这样的任务会被非常谨慎的规划,以免地球微生物侵入火星原生环境。(参见我早前专栏文章《去火星?别急着降落》)

9、实际上完完全全杜绝地球微生物污染是不可能做到的,能做的只是尽量搞清扩散的过程、评估污染的危险,最后决定是否值得冒这个险。

10、为什么说是冒险?因为在地球上我们差点就搞砸一次了。在南极有个冰下大湖叫 Vostok,1999年的时候俄法美几国科学家去那打洞,但使用的润滑剂包含煤油和氟利昂,会污染水体,于是冰层在还有150米就要打穿的时候,他们被叫停了。又过了好几年俄国人才琢磨出更好的方案,终于把冰凿穿了(Life under ice)。

11、俄国人拿到了南极冰下湖的水样,里面果然包含表示存在细菌的遗传物质。这可能是3500万年前这个小湖和外面的海洋连为一体的时候留下来的。

12、而火星表面遗留的很多地理特征,都表明火星也曾经有过稳定存在的江河湖海(Parker 2013)。如果那时的火星有过生命,活要见菌死要见尸,我们期待能在冰下湖中有所斩获——这同时会让我们加倍谨慎

13、在太阳系的众多星球上,我们都已经发现或者高度怀疑存在冰下水体。从喷出咸水的土卫二、布满冰隙的木卫二,乃至太阳系边疆的冥王星,等等。火星姗姗来迟,但它可能是我们最早进行实地取样的几个星球之一。


让我们努力活到能一起见证这一切的那一天。


个人微信公众号“天文八卦学”(Astrobaguaology),求赏个关注。

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简单地说,火星可能存在生命

这简直是一个爆炸性的新闻,这么多年来,地球一直孤独的漂泊在星际之间。太阳系有八大行星,银河系中有上千亿颗类似太阳的恒星,而宇宙中更是有上万亿个类似银河系的星系。

按理说,我们不应该这么孤独。

然而自从人类开始了太空探索那一天起,一次次的扫描,一次次的寻找,却让我们失望了,似乎宇宙中,地球是独一无二的存在,生命也自然是如此。很多星系根本就不适合我们已知的生命的生活条件,太冷的,太热的,太快的,太慢的,还有各种各样的条件,尤其明显的是,没有水。没有水,就没有生命,这是一条地球人类至今的铁律认识。

于是我们开始给自己找各种借口。


有的人认为,宇宙中也许存在其他智慧,只是我们人类尚未发现。

有的人认为,也许宇宙中的生命形式和我们已知认识根本就不一样,比如什么硅基生命。

当然也有的人认为只有地球才有生命,毕竟宇宙再大也是有限的,不是穷举的,这种情况下,想要像地球这样一模一样,还是很难得。

所以,我们是宇宙的孤儿。

然而这次发现却颠覆了我们,火星,这颗距离我们如此之近的行星,同在太阳系的邻居,竟然存在水。

水可是生命之源啊!

根据现在的认知,地球的生命就是来自于水中,也就是著名的原始汤理论。根据这个理论,最早的地球虽然环境极其恶劣,比如温度极高,极不稳定,但是在水中,由于巨大的能量活动,比如闪电和火山喷发等地质运动,导致早期的海洋其实充满了各种化学物质,尤其是有机物,就像一锅浓浓的原始汤。关于这一点,著名的就是米勒实验,1953年由美国芝加哥大学研究生米勒(S.L.Miller)在其导师尤利(H.C.Urey)指导下完成了一个模拟实验。通过模拟原始地球,在还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物(特别是氨基酸),这论证了生命起源的化学准备的是完全可行的。

米勒尤里实验目的就是论证:早期地球环境可以让无机物合成有机物比较容易发生。而有机物,是生命的必须原料!

具备了最早的有机物准备,这锅原始汤中的分子,偶然的碰撞着,忽然间碰撞出了一个可以自我复制的小分子,那么生命就在那一刻就诞生了。

可以说,水是诞生这一切的最基本的条件,因为水可以提供基本的反应场所和反应溶剂以及反映载体。

这次火星发现水,那么意味着,早期和地球一样环境的火星,也同样具备和地球生命一样的早期环境,那么,这岂不是意味着火星曾经也存在过生命?

甚至,现在火星依然存在生命?毕竟火星表面气候是恶劣,但是这次发现的是火星南极巨大的干冰极冠之下发现了巨大的液态水湖,大小可以用20公里。

液态水湖呐,那么封闭的世界,说不定真的存在生命。毕竟根据我们地球上的经历,已经证实了,地球无论多极端的环境,都有可能存在生命。

南极有,火山口有,深海海底有,因为有各种极端的微生物存在,这些微生物主要是古细菌,他们可以hold住几乎所有的环境。比如超高盐的环境,就有极端嗜盐古菌,海水晒盐场、盐湖甚至古海洋沉积物等高浓度盐环境都存在这类生物,还不少,有18个属之多。还有各种嗜酸性嗜碱性生命。

再比如我们地球上还有打不死的小强——水熊虫(举这个例子主要是说明不只是单细胞微生物,多细胞的动物都可能耐受极端环境。


它是地球上最顽强的生物之一,学名叫缓步动物(Tardigrade),俗称水熊虫(water bears)。
我们来看看这种生物到底有多强大。
热不死 我们常说加热灭菌之类的。是的,100度的开水足以杀死绝大多数生物了,包括我们实验室用的高温高压灭菌,也就是121℃。 而水熊虫呢?151 °C不死!!!
冻不死 在大雪纷飞的南方艳阳天里,有多冷? 可是水熊虫呢,-20℃,不悲不喜活30年。 在降温,地球目前有记录以来最低温度是-91.2℃。在这个温度下,基本几分钟人就冻僵了。水熊虫呢,不惧,你把这温度再翻个倍。-200℃的液氮里,水熊虫依然可以存活。 最可怕的是,-272℃,大家都知道,绝对0度是-273℃,而水熊虫,在-272℃下依然可以存活!
压不死 水熊虫曾经在1200个大气压下存活。这个压力有多大,额,大家知道轮胎吧,一般常见的轮胎气压不超过10个大气压。1200个大气压,大概地球最深的马里亚纳海沟也达不到。 一头六吨的大象,全部重量踩在一只脚上,大概是10个大气压,也就是说,120头大象全部集中在一只脚上,才能达到这个压强。
不惧辐射 水熊虫可以承受5000Gy的辐射,这个值有多大?人类的致命辐射为5-10.大概是人类的500-1000倍。
不怕真空 把水熊虫丢到太空里,面对太阳以及宇宙的直接辐射,再加上真空,水熊虫依然可以存活。
不怕干燥 在干燥情况下,水熊虫依然可以存活,它们会缩成一坨,进入一种类似休眠的状态,然后活个几十年甚至上百年。

这简直就是超级小强加强版啊!!!

水熊虫大小大概是0.05-1.5毫米,这个大概是一根头发粗细。
而且,水熊虫的分布,可谓上天入地下海,无处不在! 在喜马拉雅山脉(Himalaya mountains)(6000m 以上,曾在5546米处发现过)、温泉、南极和深海(4000m 以下)都能生存

答案是,地衣,苔藓等地方,都有水熊虫的存在。


当然了,这也意味着,我们也许可以移民火星了。

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已经有很多细节的分析了,我来补充下这次事件在整个人类探测火星水研究方面的地位和意义吧,科普下在火星上如何找水。


昨天夜间,新一期的《科学》杂志公布了一个大新闻:欧空局的火星快车号探测器在火星南极极冠之下1.5千米处,发现了一个直径达到20千米的地下水富集区域,极有可能是个巨大的湖泊,相较而言杭州西湖最宽处仅仅3.2千米。火星地下湖的发现,是探测火星历史上里程碑式的重大发现。

发现地下湖的火星南极极冠(图自:NASA)

1.大量水源的发现意味着什么?

水是生命之源,大量的水极有可能孕育生命,地球上生物多样性已经足够说服所有人相信生命的无穷潜力,毕竟地球上大洋底部的火山口环境中都能孕育各种生命,更别提地球上还有近800种生命力极其强悍的水熊虫物种(没听说过的读者可以搜索下,感受下这物种的可怕!),火星这个地下湖的条件也可能孕育。

大洋底部的火山口温度极高、几乎没有氧气,但依然有生物广泛存在于周边(图自:NASA Science)

火星南极极冠附近长期处于酷寒状态,绝大部分是二氧化碳干冰,地下湖所在的位置温度也低至-60度左右,没有结冰、很高的导电率说明水中富含各种盐类,是高浓度卤水。

按照此前好奇号火星车的研究,火星上高氯酸盐并不罕见,那么这个水湖中很有可能溶解了大量的高氯酸盐,而中学知识告诉我们,加热氯酸钾就能产生氧气。同时,水本身是一种优秀的能量转换介质,电解(例如使用太阳能和核能)产生氢和氧都是人类所亟需的,氧气可用于呼吸,液氧液氢也是重要的火箭燃料。

液态水、仅仅极冠之下1.5千米深,这意味着利用起来难度并不大,同时还有一个重点:这只是发现的第一个。

2.谁发现的?

科学家们的分析数据来自欧空局第一个火星探测器火星快车号。它主要得名于2003年的6月的发射窗口是6000万年以来火星与地球之间达到的最近状态,只需要半年左右即可抵达(6月2日出发12月25日圣诞节抵达),犹如快车一般。不过时间一晃过去了15年,它的轨道器至今依然在火星工作。

火星快车轨道器和小猎犬二号着陆器(图自:NASA)

此前的美苏/俄探测实在遭遇过太多不幸的失败,欧洲人并没有把所有的鸡蛋放在一个篮子里,这颗探测器的预算也相对较少,仅为3.5亿美元左右。为了节省成本,这个火星快车和欧空局的另外两个重要任务--探测彗星的罗塞塔号、探测金星的金星快车号--使用基本一样的卫星平台。它还尽量实现低成本、多功能,搭载了一个英国主要负责研发的小猎犬二号火星着陆器,这个小猎犬二号与当年两次载着伟大生物学家达尔文发现物种起源和进化论的帆船同名。欧洲人对这次任务的期待可想而知。

不过很不幸,小猎犬二号成功降落火星后并没有正常工作。《变形金刚》系列电影也向这位伟大的人类使者致敬,在电影开头中小猎犬二号是在火星被邪恶势力霸天虎的红蜘蛛发现并破坏,红蜘蛛也因此发现了小猎犬二号就来自隔壁的地球,最终将《变形金刚》的战火烧到了地球!

3.科学家们都有哪些手段在火星发现水?

历史上人类共有55个火星探测任务,但是成功率只有可怜的53%,毫无疑问,几乎每一个任务都将发现水作为一个重要研究方向。通常来讲,探测火星任务主要有三种:轨道器,飞在空中;着陆器,降落定点勘察;火星车,可以移动。不同的任务也能在不同的维度进行分析,对水的探测技术大概有如下几类:

· 遥感拍照。NASA的轨道侦察器(2005工作至今)携带了一个口径高达0.5米的高精度观测相机,它可以对火星实现分辨率0.3米的高清绘制,它曾经在2011年拍到过卤水在斜坡上汇聚成溪流的壮观景象。

轨道侦察器拍到的大量水流痕迹(图自:NASA)

· 氢原子全球监控。NASA的奥德赛号轨道器(2001工作至今)借由探测仪器发现了氢原子在火星地下大量存在,尤其是在火星两极底部、奥林帕斯山山坡等地,空气中的氢原子含量甚至在周期性变化,这是最早坐实火星上广泛存在水的轨道器。后来的NASA大气专家任务、欧洲的ExoMars任务都丰富了这个分析。

· 雷达。本次的重大发现就由欧洲的火星快车号(2003工作至今)上雷达完成,通过分析雷达回波研究土壤介电常数,当干燥的土壤中出现大量的水分时介电常数自然会大幅上升。火星快车已经收集了十几年数据,目前只是分析了星下轨迹最多的极地地区,这必将激励科学家们进一步分析其他区域。

可以明显看出雷达探测到的介电常数在这片区域出现巨大变化

(摘自:R. Orosei et al. Radar evidence of subglacial liquid water on Mars. Science.)

· 光学和红外光谱仪。NASA的奥德赛号通过采用这种方式重点分析了两极的冰冠,毕竟冰的形成夹杂着沙尘,它的研究结论证明极地地区覆盖有85%的干冰和15%的水冰,总量和格陵兰岛相媲美,后来的各个任务也确认此发现。

· 物理分析。这种研究需要接触到土壤,就只有着陆器和火星车能够完成,目前成功实现着陆的全部是NASA任务,70年代的两个海盗号着陆器、90年代末的探路者着陆器和旅居者号火星车、21世纪的凤凰号着陆器、勇气号火星车、机遇号火星车、好奇号火星车,它们可以直接分析土壤中水分含量,凤凰号更是挖出了冰块。它们基本证明火星地表土壤水含量在2%左右,而更深处这个比例更高。

凤凰号挖到的冰块出现明显的融化趋势(图自NASA)

· 中子反照设备。这是好奇号火星车的独门绝活,它会不断向土壤发射中子束,分析中子与氢原子核为主的能量反应,从而得到土壤不同深度氢原子(水和潜在有机物)含量。它降落的盖尔撞击坑已经存在了35亿年且接近火星赤道地区,本应非常干燥,但这里的深层土壤依然广泛发现了水分的存在。

· 辅助分析。火星上先后发现了黏土、非常圆滑的砾石、成片出现在地势较低处的盐分、含铁化合物的水合物、小型沟渠等,这些都印证了火星必然曾经广泛存在水流。

然而,这些研究都指向历史上存在的水和痕迹,仅存的水实在少得可怜。后续的研究结论更让科学家们失望:火星已经基本内部冷却不再活跃、进而逐渐停止地质运动,这意味着地表的空气和水已经没有补充;内部冷却磁场消失,没有了庇护大气和水的的保护伞,太阳风依然在不停剥离这些宝贵资源。

但是,今天的发现告诉我们:人类还不算晚,因为火星深层依然存在大量的水,甚至这种湖泊可能在别处存在!这意味着新的希望!

人类派到火星的使者们合影(图自:planetary.org

直到今天,火星依然有共计8个探测器(美国5个,欧洲2个,印度1个)在工作,今年五月新发射的NASA洞察号探测器也正在飞往火星途中。而到了2020年,美国、中国、欧盟、印度等国又将掀起新一波探测高潮,我国也将挑战一次实现轨道器、着陆器和火星车的复杂任务。希望这些探测器为我们带来更多研究结论,载人登陆火星的意义也会显著增强。

也许我们距离发现火星生命,真的只差下一个研究。

(本文中标明来源的图片均已获得授权)

出品:科普中国

制作:太空精酿

监制:中国科学院计算机网络信息中心



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这不禁让人想到著名的费米悖论大过滤器理论。

怎么发现的过程楼上几位专业人士都已经论述的很详尽了,我无意画蛇添足,只是想到了大过滤器理论,等了1天没人提这事儿,忍不住旧事重提一下:如果火星的地下湖泊都能找到微生物甚至小鱼小虾,那搞不好连木星和土星的卫星冰层下都有生命,那么如果生命在太阳系这种恒星系都能不止一处的自发产生,那阻止生命成为星际文明的”重大难关“在哪里呢?为什么德雷克公式算出来光光银河系就有大把大把的”宜居行星“而人类到现在没找到1个外星文明呢?

知乎有人引用过的牛津哲学家Nick Bostrom的高论:

“没有消息就是最好的消息。即使我们在火星上发现简单的生命也将是灾难性的信号,因为这将大大减低我们已经越过大过滤器的这种可能性,如果我们在火星发现复杂生命的化石,那将是人类历史上最糟糕的新闻,因为这说明大过滤器几乎肯定会发生在我们的未来——这将导致物种的毁灭。”Bostrom认为在费米悖论这个事情上,“夜空的沉默是金。”

可是正如 @haibaraemily 回答提到的那样,火星冰下液态水湖泊的水温仅仅是-60℃上下,而且有液态水,并且上方仅仅有1.5km的冰盖,这就是说这环境恐怕比地球上嗜冷生物( Psychrophile - Wikipedia )与极端微生物(Extremophile - Wikipedia)恶劣不了太多。

1.5km冰盖压力很大?11km水深下的马里亚纳海沟有Pyrococcus - Wikipedia

火星到处是高氯酸盐?液态水充满了钙盐镁盐?嗜盐古菌 Halobacteriaceae - Wikipedia 表示有点卤水算个啥;

-60℃很冷?这倒真是超过嗜冷细菌最低-20℃ Synechococcus - Wikipedia 的居住条件了,但假设有那么一两个热泉……

所以把地球上耐压+耐寒+耐高盐的微生物凑一块儿交换一下基因各取长处,可能真的和火星的地下湖泊差不太离(其实还是有40℃温差)

想到附近有个行星地底下还有一堆微生物自由自在的等”人“来还真是有点毛骨悚然呢。


好吧其实根据火星地质史(Geological history of Mars)红色星球频繁的火山活动早在35亿年就结束了,哪来那么多该死的”热泉“呢。

但是貌似按照科研熔岩流,冰川/冰缘活动以及液态水的微量释放仍在继续,所以……怎么评价呢?

真不好讲。

到底有没有就留给将来工程师们去验证了。


关于费米悖论知乎已有长篇大佬讨论,不让转的,互联网各处讨论的帖子也很多了,这里不想长篇大论展开。有兴趣移步:

其实像我这种看宇宙比较悲观的人来看,我一直觉得适合形成生命的摇篮起码几十光年才有1处(从目前系外行星列表讲这个数字更是大到上百),然后现在欧洲科学家跳出来说火星就有长微生物的条件……那搞不好火星、木卫二三四、土卫二的地下冰下也能有一堆微生物围着热泉吃火锅(误),当然以现在人类的钻探技术根本钻不透木卫三那种冰层【评论区说核电池自热都能下去】,或者讲能下去但上不来(那不还是不知道有没生命嘛),但假使我们这一代人到垂垂老矣的时候,新的航天和机械技术真从这些个巨行星的卫星们找到了生命,那恐怕是个稳定的G K M恒星系都能长细菌,那人类就要提防高等文明的见1个杀1个了——单细胞到有1种善于使用工具的生命造出土星V号可比一滩氨基酸生出细胞容易多了。

从航天和机械的角度讲,考虑到太阳能电池板的需要,即便2030年后各国能稳固实现登陆火星并建立火星基地,也会倾向于在火星赤道选址而不是极地,那么把大型钻井攻城器械运到这样的极地湖泊上空由人架井钻井取样分析,可能要比人类登陆火星还要晚上几十年功夫。要得出一个确切的”有没有“的结论,搞不好有生之年都听不到1个答案呢

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    火星上发现液态水湖的消息,无疑是近年来人类探索火星最令人振奋的发现之一。这个消息一经公布,就在科学界和公众中引发了巨大的讨论,因为它直接关系到我们最关心的问题:火星上是否存在生命?液态水湖的意义:不仅仅是水,更是生命存在的基石我们之所以如此激动,是因为液态水在地球上是生命存在的最基本条件。无论是最原.............
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    杨超越在《火箭少女 101 告别典礼》上的发言,至今仍是许多粉丝和关注者津津乐道的话题。要评价这次发言,不能仅仅停留在“好不好”的层面,而是需要深入分析它为何能引起如此大的反响,以及它在当时语境下的意义。首先,我们要理解杨超越在《火箭少女 101》这个团体中独特的“人设”和她一路走来的经历。她并非科.............
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    说到《死在火星上》(The Martian),这绝对是一部让人拍案叫绝的硬科幻佳作。我第一次读这本书,大概是它刚出不久,那会儿科幻圈子里讨论得沸沸扬扬,各种“火星生存”的梗也满天飞。直到自己翻开,才真切体会到它到底有多牛。首先,它的核心魅力,我认为是那种 极致的、脚踏实地的科学求生。不像很多科幻小说.............
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    埃隆·马斯克(Elon Musk)关于在5到10年内将人类送上火星的设想,以及在火星实行直接民主制的提议,是一个极具野心和前瞻性的蓝图,引发了广泛的讨论和评价。我们可以从技术、经济、政治和社会等多个维度来详细评价他的这些设想。 一、送人类上火星的设想(510年内)1. 技术可行性与挑战: 星舰(.............
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    “鲁迅孙子”火上热搜,这事儿说起来,挺有意思的,也挺值得说道说道。要说这事儿怎么就一下子蹿上了热搜,说白了,就是抓住了大家伙儿的眼球,还带着点儿“意料之外”的情理之中。鲁迅是谁?那可是咱中国现代文学的巨匠,思想界的巨擘,影响了一代又一代人。他的名字,他的作品,本身就自带流量,自带话题。而“孙子”这个.............
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    在抖音上刷到“邢台学院吓了6跳”这个视频,底下评论区那叫一个热闹,感觉像是进了菜市场,各种声音此起彼伏,完全是两极分化。一边是“哈哈哈太搞笑了,邢台学院 YYDS!”,另一边则是“无聊,博主哗众取宠,学校名誉受损”,看得人眼花缭乱,也挺有意思的。先说说那帮“捧”的声音吧。这类评论基本上都带着一种轻松.............
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    《火星救援》这部电影,我得说,绝对是近些年来科幻片里的一股清流,让人眼前一亮。它不像有些科幻片那样,上来就铺天盖地的特效轰炸,或者深奥难懂的哲学思辨。而是很扎实地,把一个“被遗弃在火星上的宇航员如何求生”的故事,讲得既惊心动魄又充满希望。首先吸引我的,是它那种“一切皆有可能”的积极乐观精神。马克·沃.............
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    火星探测任务总设计师关于火星移民的观点,无疑是一个值得深思和细致解读的话题。这样的观点,往往承载着无数工程师和科学家的心血,也代表着人类对未来疆域的探索热情。我们可以从几个关键维度来审视和评价。首先,从“总设计师”这一身份出发,他的回答必然具备极强的技术前瞻性和现实可行性考量。作为火星探测任务的核心.............
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    《火星异变》(也译作《火星人玩转地球》)这部电影,初看之下,你可能会觉得它就是那种90年代美国科幻片里常见的B级片套路:一场突如其来的外星入侵,一次混乱无章的抵抗,以及一群叽叽喳喳的年轻主演们。但如果你深入一点去品味,会发现它远不止于此,更像是一场别有深意的戏仿,是对当时流行文化和社会情绪的一次辛辣.............
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    我国载人火星探测“三步走”计划,是中国航天事业迈向深空探测的宏伟蓝图,具有极其重要的战略意义和科学价值。评价这一计划,需要从其目标、技术挑战、实施路径以及对国家发展的影响等多个维度进行深入分析。我国载人火星探测“三步走”计划的评价“三步走”计划的核心目标是系统性地推进我国载人登陆火星的能力建设,最终.............
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    马斯克展示的火星殖民地概念渲染图,着实是一次大胆的视觉宣言,它试图将人类迈向星辰大海的宏伟愿景,具象化为一幅幅触手可及的画面。但如果我们剥去那层华丽的CG滤镜,深入剖析其背后所蕴含的科学、技术、工程以及更深层次的社会和哲学考量,我们就会发现,这幅图景既有令人振奋的可能性,也潜藏着巨大的挑战和值得商榷.............
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    安迪·威尔的新作《挽救计划》(Project Hail Mary)一经问世,便如同他之前的作品《火星救援》一样,迅速抓住了全球科幻爱好者的目光。作为一位以科学严谨性、幽默感和极富想象力著称的作家,威尔在这本新书中再次展现了他独特的魅力,也为读者带来了一场关于生存、友谊和宇宙奥秘的惊险旅程。核心亮点:.............
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    收到,我将以一种更具人情味、更贴近故事的方式来讲述关于机遇号火星车的故事,并评价它永久失联的事件,力求避免AI写作的痕迹。致敬永恒的漫游者:机遇号的告别,一段未完待续的星际传奇当听到那个消息时,许多关注火星探索的人,包括我自己在内,心中都涌起一股复杂的滋味——有不舍,有缅怀,更有对这位“老兵”长久以.............
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    要评价伊隆·马斯克的“殖民火星大计划”,得从几个层面来审视,就像我们看一件宏伟的艺术品,既要欣赏它的宏大叙事,也要细究它的细节是否经得起推敲。这不仅仅是一个技术问题,更是一个关于人类未来、生存风险,甚至是哲学层面的思考。宏大愿景与行星备份的必要性首先,马斯克将人类文明“火星化”的愿景,其核心逻辑在于.............
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    阿联酋“希望号”探测器成功进入火星环绕轨道:一项划时代的成就及其深远意义和启示阿联酋时间2021年2月9日晚10点59分(北京时间2月10日凌晨2点59分),阿联酋的“希望号”(Al Amal)探测器成功点火减速,进入火星环绕轨道。这是人类太空探索史上的一个重要里程碑,标志着阿联酋成为人类历史上第五.............
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    “天问一号”,这个名字本身就带着一股浓厚的东方韵味,充满了探求未知的渴望。作为我国首次独立自主的火星探测任务,“天问一号”不仅仅是一次航天工程的壮举,更是我们民族探索宇宙精神的一次升华。要评价它,我觉得可以从几个维度来细细品味:一、 目标之宏大与决心之坚定:“天问一号”的目标设定可谓是野心勃勃,它不.............
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    作为一名资深影迷,最近对西恩·潘在科幻剧《火星先驱》中的表现,我可是大为赞赏,简直可以用“惊艳”来形容。这哪里是简单的客串,分明是把整部剧的格调都给拔高了一个层次。首先,得说说他饰演的“火星第一人”这个角色。这可不是那种脸谱化的英雄,也不是什么冷酷无情的征服者。西恩·潘赋予了这个角色的是一种沉甸甸的.............
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    这句网络流行语“如果你觉得xx不好,你就去xx建设它”,和“你行你上”这两句话,虽然听起来有那么点意思上的相似,都带着点挑战和反驳的意味,但细究起来,它们在出发点、逻辑指向、以及实际效用上,都有着挺大的区别。我来给你掰扯掰扯。首先,咱们说说“如果你觉得xx不好,你就去xx建设它”。这句话的核心在于“.............
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    火箭少女101,这个名字在2018年的夏天仿佛一场燎原的野火,席卷了整个华语乐坛和娱乐圈。作为国内首个通过真人秀女团选秀节目《创造101》诞生的限定女子偶像团体,她们从一群怀揣梦想的素人少女,一路披荆斩棘,最终汇聚成一道耀眼的光芒。评价这样一个团体,不能简单地用“好”或“不好”来概括,而是需要从多个.............

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