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美科学家火星上“挖地三尺”:为搜寻生命
2013-04-12 07:40:19   编辑:雪花   点击可以复制本篇文章的标题和链接
 
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新浪科技编译美国《发现》杂志网站报道称,几乎每个月我们都会听到来自火星的消息——好奇号火星车在这颗红色星球上发现了含水矿物,或是其它证明火星曾经拥有宜居环境的证据。但是美国南加州大学的地球化学家詹·阿蒙德(Jan Amend)指出,这些探测器和火星车到目前为止还都仅仅是在隔靴搔痒。

的确,尽管好奇号火星车装备了钻头,但是最多只能钻进火星岩石几厘米深。但是阿蒙德认为火星上如果现在仍然存在生命,那么这些微生物应当会隐匿在火星地表以下将近一公里那样的深度上。尽管火星地表的古代河流和湖泊都在漫长的年代里逐渐消失了,但是在地下深处应当仍然还保留着丰富的水量储备,或是以液态水形式,或是以水冰的形式存在着。

阿蒙德在南加州大学的实验室主要致力于研究深海热泉附近的微生物群落。近期美国宇航局为他的实验团队提供了资助,用以开展深部地层下的微生物群落研究,以此作为未来探索其它行星和卫星上可能存在微生物的预研项目。该研究项目还涉及其它科研机构的参与,其中包括加州理工学院,美国宇航局喷气推进实验室,日本海洋和地球科技研究所以及其它数个美国科学机构和大学,如亚利桑那州立大学以及伦斯勒理工学院等。

据估算,地球上大约1/3的生物碳储量位于地壳深部以下。目前这一研究小组正在深海沉积层以下地下深处的多孔岩层中搜寻生命的踪迹。他们理想的目的地是大西洋洋底,这里的海水深度超过4000米。另外,由于在环境条件上和火星存在诸多相似,美国加州的死亡谷也成了理想的考察地点。

死亡谷地区是一片炎热荒漠,和火星一样荒凉——但是当然远比火星更容易抵达。在这片贫瘠的土地深处,谁也不知道这里究竟是否存在着生命,如果有,那么存在着什么样的生命。阿蒙德表示:“我们来到生物圈的边缘地带,寻找新的生命形式。”

最早提出地下深部存在生命设想的人是科幻小说家儒勒·凡尔纳。在他出版于1864年的小说《地心游记》中,或许是受到当时正在逐渐成型的达尔文进化学说的影响,凡尔纳在书中描绘了地心深处生活着大量史前动植物的情节。而现在,人类已经开始具备一些前所未有的能力,去开展这方面的研究,甚至是在另外一颗行星上。

在接下来的5年内,阿蒙德将会把8英尺(约合2.4米)长的鱼雷型的生物信号探测装置送入钻孔或矿井深处探查生命线索。这种名为“地下生命评估探测器”(SEALs)将让阿蒙德的小组得以一窥地下上千米深处可能存在的生命生存状态,他们甚至专门给生活在地下深处的这些生命起了一个名字。叫做“地内生命”(intraterrestrials)。

这些为探查地下深处可能存在的生命而开发的技术手段在未来有朝一日或许将会被用于在其它行星和卫星上开展相同的研究工作。这套系统包括一个微型的紫外显微镜,它的作用是搜寻生物荧光效应。这一探测装置将会搜寻微生物信号,收集相关数据并尝试在微生物生存的环境下开展原位研究,正如1976年美国宇航局的海盗号火星探测器所做的那样。另外一些样本则会被提取上来送到实验室中进行进一步的分析工作。这些研究的最终目的是想了解能够支持生命存在的极端环境条件范围。

在研究过程中,阿蒙德的小组已经发现了一种名为硬壁菌的微生物,这是一种可以形成孢子的细菌,可以在非常极端严酷的条件下生存。另外一种名为“金矿菌”(Desulforudis Audaxviator)的细菌几乎生存于地下3000米深处。这种细菌是少数几种已知的能够在没有阳光,氧气或任何有机质的情况下生存的细菌之一。它们在地下深处依靠放射性元素衰变释放的能量顽强生存了数百万年之久。阿蒙德表示:“这些微生物一切都得靠自己。它将水分解成氢气和氧气以维持新陈代谢。”在这样的深度下,这种细菌是孤独的,DNA分析显示它的基因中99%的内容都和其它任何物种不同。这样看起来它几乎就和一种火星生命没啥太大的区别。

但是要想在火星上到这种深度上开展研究,就意味着我们必须将巨大的钻探设备送上火星。预计在未来开展载人火星登陆时将会这样做。但假设没有载人登上火星,那么在未来某一天人类也将会派遣机器人前往火星并开展钻探工作,使用由阿蒙德小组开发的设备进行生命搜寻工作。

和地球不同,地球上可以使用各种液体或气体来排除钻探碎屑对钻头的干扰,但是火星上没有这样做的条件,因此未来在实现火星钻探之前还需要开发出新的钻探技术。另外要想进行生命信号探查,我们还将需要保证钻孔的开放而不至于使其坍塌,但是我们又不能过多依赖重型的支撑设备,因为火星上没有这样做的条件。一种有趣的方案是设计一种机器鼹鼠,让它在火星上挖洞,以这种方式实现钻孔的目的。

2007年,美国宇航局的卫星在火星上发现了一些类似天坑一样的深邃孔洞。这些孔洞发现的位置位于火星上阿西亚火山边缘地带,这座火山的规模是夏威夷莫纳罗阿火山的30倍以上,后者被认为是地球上规模最大的火山。地质学家们判断这些孔洞可能是坍塌的火山熔岩管,它们或许将在未来为我们深入火星地下深处开展考察提供一条捷径。或许未来会有人撰写一部新的科幻小说,名字就叫做:“火心游记”。

美科学家火星上“挖地三尺”:为搜寻生命

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