剛剛！“毅力”號登陸火星表面，人類首次在地外進行生命考古
毅力號登陸火星模擬圖，圖片來自NASA
撰文 | 張同杰（北京師范大學天文系教授）
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2020年三個火星探測器中國的“天問一號”、 阿聯(lián)酋的“希望”號和美國NASA“毅力”號（Perseverance）火星探測器，踏上飛往火星的征程，2021年將逐鹿火星，堪稱三雄爭霸。
“毅力”號火星著陸模擬圖，圖片來自NASA
“毅力”火星探測器預計北京時間2月18日今天晚上著陸火星，首先成為急先鋒。它的最重要任務就是尋找火星曾經(jīng)存在生命的痕跡，如同在地球上尋找古生物化石一樣，它要在地球之外的火星上對外星生命進行“考古”探測研究，可以稱為人類首次地外生命考古。
宇宙中的生命包含低級生命和高級生命。低級生命是最簡單的生命形式如微生物等。有機分子，例如氨基酸、糖和蛋白質(zhì)等，則是所有類型生命的物質(zhì)基礎。
20世紀60年代天文學四大發(fā)現(xiàn)包括星際有機分子。2020年天體生物學家在金星大氣層中發(fā)現(xiàn)了磷化氫（PH3），它視為“生物標志”即可能存在著生命（低級生命）的跡象，文章在Nature上發(fā)表。上述這些研究都是依據(jù)生物物理化學等知識，依靠天文技術手段探測地外生命在當今宇宙中是否存在。這是天體生物學 (Astrobiology）的標準研究方法和內(nèi)容。
此次“毅力”號的火星生命探秘是天體生物學和考古學的結(jié)合，即天體生物考古學。這如同天文學和物理學的結(jié)合誕生出天體物理一樣。
杰澤羅隕石坑（Jezero Crater）三角洲。圖片由美國火星勘測軌道探測器拍攝。
那么此次“毅力”號著陸火星會成功找到生命遺跡嗎？首先根據(jù)太陽系演化理論，地球和火星很相似，火星曾經(jīng)擁有生命存在的環(huán)境，其次前期火星探測已經(jīng)找到了最合適的考古地點杰澤羅隕石坑（Jezero crater）。研究表明，在著陸點杰澤羅隕石坑發(fā)現(xiàn)遠古微生物存在跡象的可能性很高（如上圖）。
大約幾十億年前，杰澤羅隕石坑曾經(jīng)是一個大湖。火星上有很多隕石坑都可能是古湖泊，但是不是所有的隕石坑都有證據(jù)表明確實曾經(jīng)是湖泊。杰澤羅隕石坑與眾不同，它有一個流入河流和一個留出河流，這意味著它曾經(jīng)存在水，因此杰澤羅隕石坑確實是古湖泊。另外在杰澤羅隕石坑內(nèi)觀測到了火星上最完整的三角洲沉淀物（上圖中藍色部分），這是微生物最適合生存的地方，也是保存這些微生物的極佳地點。
杰澤羅隕石坑在火星上是獨一無二的，除此之外找不到如此獨特完整的湖泊系統(tǒng)包含如此完整的三角洲地帶和多樣化的沉積礦物質(zhì)。因此，杰澤羅隕石坑是地外生命考古的最佳地點。最后“毅力”號攜帶著先進的挖掘機-“洛陽鏟”等用于取樣和分析的精密儀器。
因此，我們相信，經(jīng)過漫長復雜的火星工作后，此次NASA“毅力”號火星探測器將有可能首次探測到地外生命（低級）存在的證據(jù)（如果在火星大氣層中發(fā)現(xiàn)了磷化氫（PH3）存在疑點）。這表明即使在太陽系中我們也不孤獨，這將大大推進了我們地球人類探索地外文明的步伐。
“毅力”號在火星上發(fā)現(xiàn)生命跡象，將驗證我們已有的宇宙觀，而不能改變我們的宇宙觀，因為我們的宇宙觀在當今天文學發(fā)展歷史中早已形成，尤其是21世紀以來發(fā)展起來的精確宇宙學理論和觀測讓我們更加清楚地認識到我們在宇宙中并不特殊。我們在宇宙中并不特殊（如上圖）。
我們一直在尋找宇宙的中心，從地球是中心，到太陽，再到銀河系，一直到整個宇宙，最終我們發(fā)現(xiàn)宇宙沒有中心，或者處處是宇宙的中心。
我們認為，生命必需的成分和條件在宇宙任何地方都是普遍存在的，這基于兩個假定。
1.德雷克公式從統(tǒng)計上揭示了銀河系中能夠與外界交流的文明的數(shù)量?？梢怨浪愠鲈阢y河系中大概有10億系外地球，即地外文明可達億級；
2. 哥白尼原理（The Copernican Principle），即宇宙處處是平權(quán)的，因此宇宙別處肯定有生命和地外文明。
因此，希望NASA“毅力”號將會證明我們在宇宙中不孤獨，曾經(jīng)有其他古老的生命一直陪伴著我們，直至今日我們遠隔重洋、突破種種限制才看到了它們。
注：本文部分內(nèi)容見此前文章“馬斯克想葬在火星？不過這里有可能早就埋藏了其他生物”。
制版編輯 | Morgan
