书城童书天文地理奥秘
8339700000021

第21章 星空奥秘(2)

1996年,莱文博士对此评论说:“他们提出了一些解释来说明我的实验结果,但那些解释没有一个具有说服力。我相信,今天的火星上存在着生命。”

看来,莱文的同事们之所以阻止他公布自己的实验结果,是因为他的实验与另外一些试验得出的负面结果对立,而那些试验是一些更年老的同事设计的。

“海盗号”上的质谱分光仪并没有探测到火星上的任何有机分子,这个事实受到格外的重视。不过,莱文后来证明:这个探测器上的质谱分光仪的工作电压严重不足一在一个标本里,它的最小灵敏度是1000万个生物细胞,而其他正常仪器的灵敏度却可以下降到50个生物细胞。

1996年8月,美国宇航局宣布,他们在编号ALH8400的火星陨石中,发现了明显的微生物化石遗迹。只是到了这个时候,莱文才受到了鼓舞,公布了自己的实验结果。美国宇航局公布的证据,有力地支持了莱文本人的观点,即这颗红色星球上一直存在着生命,尽管那里的环境极为严酷:“生命比我们所想象的要顽强。在原子反应堆内部的原子燃料棒里发现了微生物,在完全没有光线的深海里,也发现了微生物。”

英国欧佩恩大学行星科学教授柯林?皮灵格也同意这个观点,他说,“我完全相信,火星上的环境曾一度有利于生命的产生。”他还指出,某些生命形式能够存在于最不利的环境中,“有些能够在0°c以下相当低的温度中冬眠;有的试验证明,在150C高温里也有生命形式存在。你还能找到多少比生命更顽强的东西呢?”

火星上冷得可怕一各处的平均温度为—23C,有些地区则一直下降到—137C。火星上能供生命生存的气体极为匮乏,例如氮气和氧气。此外,火星上的气压也很低,一个人若是站在“火星基准高度”上(所谓“火星基准高度”,是科学家一致确定的一个高度,其作用相当于地球上的海平面),他感受到的大气压力相当于地球上海拔3万米高度上的压力。在这些低气压和低温之下,火星上即使有水存在,也绝不可能是液态的水。

科学家们认为,没有液态水,任何地方都不可能萌发生命。假纟这是正确的,目么,火星过去和现在存在着生命的证据,就必然非常明显地意味着:火星上曾经充满过大量的液态水一我们将看到,有无可辩驳的证据能够证明这一点。火星上的液态水后来消失了,这也无可置疑。但是,这并不必然意味着任何生命都不能在火星上存活。恰恰相反,最近一些科学家发现并且实验已经证明:生命能够在任何环境下繁衍,至少在地球上是如此。

1996年,一些英国科学家在太平洋海底4000米的地方进行钻探,发现了一个欣欣向荣的微生物地下世界。(这些)细菌表明:生命能在极端的环境里存在,那里的压力是海平面压力的400倍,而温度高达170C。

研究海底3000多米处的活火山的科学家也发现了一些动物,它们属于所谓髭虎鱼屑动物,聚居在布满各种细菌的领地上,而那些细菌则在从海床上隆起的、沸腾的、富含矿物质的地幔柱上,繁茂地生长。这些动物通常只有几毫米长,样子很像螺虫,而在这里,其尺寸畸形发展成为巨大的怪物,样子使人联想到神话中的蝾螈,目是传说生活在火里的一种大虫子或者爬行动物。

髭虎鱼屑动物赖以生存的那些细菌,其模样也几乎同样古怪。它们不需要阳光来提供能量,因为没有阳光能够穿透到这样的深海下面。但它们却能利用“从海底冒出来的、接近沸腾的水的热量”。它们不需要有机物碎块作为营养,而能够消化“热海水中的矿物质”。这样的动物被动物学家归人极端变形的“自养生物”类属,它们吃玄武岩,以氢气为能量,并且能从二氧化碳中提取。

科学家们的报告声称,另外一些自养生物被发现于海底3000米处,那里唯一的热源是岩石的热量,在113C的高温中能够发现这些生物,在酸流中也能发现这些生物,在苯和环乙酮等有害物质的环境中,在马里亚纳海沟11000米的深海里,都能够发现这些生物。

可以想象,火星上有可能存活着这类生物,它们也许被封闭在了10米厚的永久冻土层当中。人们认为,火星地表下面存在着这种永久冻土层,它们也许已在火星悬浮的大气里存在了无比漫长的时期。

在地球上,休眠的微生物被琥珀包裹了数千万年而保存下来。1995年,美国加利福尼亚州的科学家曾经成功地使这些微生物复活,并把它们放在了密封的实验室里。另外一些有繁殖能力的微生物有机体,已经从水晶盐当中被分离了出来,它们的年龄超过了2亿年。

在实验室中,细菌孢子被加热到沸点,然后被冷冻到—270C,这个温度范围正是星际太空间的温度变化范围。等温度条件一好转,这些细菌孢子立即恢复了生命。

同样,有些病毒即使在此类生物组织外面没有活力,也能够在细胞中被激活。在其休眠状态下,这些可怕的小生物(其身体比可见光的波长还短)可以说几乎是永远不死的。经过仔细检查,科学家发现它们都极为复杂,并具有由1.5X104个核苷组成的基因组。

随着美国宇航局对火星的继续探索,科学家们相信,火星和地球之间存在交叉感染的情况是极为可能的。的确,早在人类开始太空飞行时代以前很久,可能已经发生过这种交叉感染的情况了。

来自火星表面的陨石落到地球上,同样有人认为因小行星的撞击而从地球“飞溅出去的”岩石有时也必定会到达火星。

可以想见,地球上的生命孢子本身就有可能是由火星陨石携带过来的一反之也是如此,生命孢子也可能被从地球上带到火星。阿德莱德大学的保罗?戴维斯教授指出:对地球上的生命来说,火星并不是一个特别有利于生存的地方,然而地球上发现的一些细菌物种依然能够在火星上生存下来。

如果生命在以往遥远的年代里曾在火星上牢牢地扎根和发展,目么当其生存条件逐步恶化的时候,生命也就有可能逐步地适应其更为严酷的环境。

火星上到底有没有生命?也许在人类的脚印踏上火星之前,它永远不会有一个明确的答案。

警惕火星生命入侵地球

现在,科学家们可以确定地说,火星曾经历过水环境。要找到火星是否曾拥有生命体的答案,可能还需要很长的时间。但一些科学家发出警告说,地球必须做好预防措施,从现在起就假设火星存在生命体,并避免这种未知生命体人侵、污染地球。科学家还警告说,潜在的致命微生物可能会随着人类探测火星时取得的样本被带到地球上。据英国《泰晤士报》报道,最新一期《科学》杂志登载美国地理勘测学会科学家杰弗里?卡格尔的文章说:“在决定运送火星样本到地球,甚至将人类送到火星上之前,我们必须严肃考虑,何对我们星球上的生物进行保护。”

在同期《科学》杂志上发表的文章还包括“机遇”号火星探测器发回地球的第一份正式数据分析艮告。

在过去的100年里,人类始终没有放弃寻找火星生命。随着时间的推移,找到长相类似人类的火星生物的想法已经逐渐被抛弃了。但火星上曾存在细菌或其他微生物的可能性还是有的。

人类对火星的探测存在着两种危险,一方面,地球微生物有可能被带到火星,破坏火星原始环境,甚至影响未来的研究)而另外一方面对人类的影响更直接,从火星上带回的微生物可能会对地球产生无法预知的影响。

当年,阿波罗登月之后,也有科学家发出过类似的警告。当时宇航员在返回地球后曾被隔离过一段时间,以检查他们是否感染了“月球虫”。检查结果,科学家并没有找到外星生物。不过,采取谨慎的态度是必需的。

木卫二上是否存在生命

1979年3月,当美国发射的“旅行者”号空间探测器飞临木星的卫星之——木卫二上空时,竟发现它的表面布满了清晰可辨的冰壳的裂纹,长达上千千米,宽数十千米,深一二百米。尤其引人注目的是,裂缝轮廓分明,具有明显的褐色。光谱分析表明,这些褐色的东西很可能是有机聚合物。

1995年12月,美国发射的木星探测器“伽利略”号进人环绕木星运行的轨道。后来,它多次掠过木卫二,向地球传送了许多有关木卫二的信息。不久前,“伽利略”号发回的最新信息令美国宇航局的科学家们欣喜若狂,木卫二=厚的冰层下可能蕴藏着极其丰富的水,这使人们对木卫二上可能存在的生命充满了探寻的渴望。

给这种渴望以有力支持的是一项来自地球本身的发现。原来,在地球的南极圈内,有一些常年冰封的湖泊。当南极的阳光穿透厚厚的冰层照射到冰湖的最下面时,可以说已经极其微弱了。然而,当人们潜人这终年冰冷的湖底时,却意外地发现那里生活着一大片蓝绿色的海藻。生命是如此顽强,这不能不让人赞叹。联想到木卫二上那些可能存在的有机物,受到的光照并不比南极的冰湖少,所以,生命在那些冰壳的裂缝处繁殖和生存是完全有可能的。

当然,木卫二上究竟有没有生命,还有待人们去进一步考察。

天王星

天王星是1781年由著名的英国天文学家威廉?赫歇尔(1738—1822年)发现的。当时,他还是英国皇家乐队的钢琴师,只是一名业余天文爱好者,使用自己磨制的望远镜,但却成为世界上第一位发现行星的功臣。他希望用英王乔治的名字来命名这颗新行星,天文学家不以为然,有不少天文学家建议用发现者赫歇尔的名字命名,他又谦虚地谢绝。最后还是以希腊神话中最早的天神“乌拉诺斯”命名,中国就称之为天王星。

天王星比较暗,最亮时也只能达到6等星,眼力好的人勉强可见。它的直径5.2万千米,是地球的4倍多,质量则为地球的14.54倍。它离太阳的平均距离为28.7亿千米,特别寒冷。天王星也有较厚的大气层,大气的主要成分是氢,其次是氦,还有少量的甲烷。大气内的平均温度在左右。其核心是岩石物质,核心的温度两三千摄氏度。核心外面是一层水冰和氨冰。天王星接收太阳辐射很少,也没有发现其内部有能源,但是它的大气却很不平静,风速可达每秒400米,这比地球上最强的飓风的速度还快得多。

天王星公转一周需要84年。如果我们是生活在天王星上,长寿的人一辈子也不可能绕太阳两周。然而它自转一周的时间为16.8小时,比地球自转的速度快。它的自转轴几乎和公转轨道平面平行。因此,可以说天王星是懒散地“躺”在轨道平面上自转和公转。除了冥王星以外,地球和其他的行星基本上都是站在轨道平面上自转和公转的。为什么天王星如此特殊?天文学家猜想,它可能是被一颗行星撞倒了。天王星在被发现近200年后,才知道它也有环。和木星环一样,天王星的环带细而暗,地面上的大型望远镜也看不见它。1977年,天文学家利用天王星掩饰恒星的机会来探讨天王星是否存在环带。如果有环带,当它挡住恒星时,恒星的光度要变暗,所以从被掩恒星的光度变化确认了天王星环带的存在。当时发现的天王星环有9个,1986年“旅行者2号”飞越天王星时,又发现了两个新环,一共发现了天王星的11个环。

天王星的卫星也比较多,是一个大家庭。较早发现的5颗卫星都比较大,有4颗卫星的直径都在1100千米以上,最小的一颗直径为500千米。1986年1月,宇宙飞船“旅行者2号”飞近天王星,从1月24日到2月25日,对天王星及其卫星和环带进行了细致的观测,又发现10颗较小的卫星,使天王星的卫星数达到15颗。“旅行者2号”还对5颗早已知道的卫星拍了许多照片,发现这些卫星的地貌很像地球,特别是天卫五的地貌非常丰富,既有悬崖峭壁,又。

“旅行者2号”还发现天王星有一个令人感到奇怪的现象:它背向太阳的极区温度反倒比被太阳照亮的另一个极区的温度要高一些,这是什么原因造成的,目前也是一个未解的谜。

“旅行者号”探测海王星

在海王星被发现的143年中,天文学家们尽管采用了高倍率望远镜,仍对它了解甚少。1989年8月,宇宙飞船“旅行者2号”从距离海王星云端4800千米的地方飞过,使这种状况得到彻底改变。通过“旅行者”从44.8亿千米的远方发回的照片,海王星终于显示出它的英姿。从此,人们才了解到,海王星并不是太阳系里的一个死堆,而是风暴活动频繁的星球。它有3个光环一卫星与小行星碰撞的古老遗迹。它有8颗卫星,其中一颗上的冰山中此刻正在喷出液态氮的泡沫。

实际上,很早以前两位数学家用纸和铅笔就“发现”了海王星。根据天王星的奇异轨道,J.C.亚当斯和;勒威耶曾各自预测存在着一个新行星。他们计算出,在更远的地方有一个大的重力源作用于天王星,使它的速度时快时慢,就像被钓上来的鱼在线上蹦跳一样。但是两个人谁也无法说服天文学家这个。

最后1846年,勒威耶把他的图纸寄给了一位名叫J.伽勒的年轻的德国天文学家。就在那一天晚上,伽勒在夜空中观测到这个蓝色的行星。

1989年8月,“旅行者”从海王星旁边飞过。此前的几个月,“旅行者”的照相机就可以拍摄到海王星的详细情况,这些情况从地球上是看不到的。有一巨大鹅卵形风暴,直径大约1.28万千米,看上去像是蓝色海王星向外注视着的一只大眼睛。科学家们称之为“大黑斑”。在这个风暴的眼里,直径640千米的“雨果”号飓风只是一个斑点而已。

这种风暴并非海王星独有。“旅行者”发现,木星和土星上的风暴更大而且更为强烈。这种风暴天气使科学家们感到兴奋,他们了解到,这些行星在气象方面是很活跃的。

但是,这种风暴究竟是由什么推动的仍是一个谜。地球上的风暴是由从太阳吸收的热能推动的。可是海王星离太阳如此遥远,太阳的热能根本不可能推动这种风暴。一种可能性是,这种热能来自海王星石核内的强高压和强高温。

究竟事实是怎样的,这些严肃的问题看来只有留待以后回答。

值得科学家欣慰和研究的是“旅行者”共发现了6颗海王星的新卫星的照片,使海王星的卫星总数增加到8颗。海卫一是海王星最大的一颗卫星,也是“旅行者”照相机拍摄的主要目标。科学家们急切地等待着关于这颗卫星的清晰图像。

科学家们看到的情况概括地说就是,海卫一曾经是一个行星。这种说法的主要证据是,海卫一是唯一一颗沿着与其母行星运行方向相反的轨道运行的大卫星。在整个太阳系里没有一颗大卫星这样逆行。