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火星陨石

2009-03-02 来源:光明日报 作者:王祖远 我有话说

图片说明:美国宇航局2006年10月6日发布的火星表面“维多利亚”坑的全貌照片。新华社/路透

1998年5月,在美国纽约的菲利普斯,一块1958年发现

于巴西、重0.28克的火星陨石(该陨石原重158克,拍卖的仅是其1/600)卖到7333美元的高价――这个价钱是同样重量黄金的1000倍!于是有人说,当今世界上最珍贵的不是黄金、钻石,而是外表看来一点也不漂亮的“天外来客”――陨石。

实际上,陨石的真正价值无法用金钱来衡量,因为它所提供的关于宇宙奥秘的信息是无价的。于是,火星陨石也就成了火星赐予地球的珍贵礼物。

从火星陨石中,科学家可以获知许多宝贵的科研信息。

之一:比火星表层岩石年轻

火星表面的岩石如何形成陨石,并最终降落至地球?科学家认为,由于太阳系中的小天体撞击火星,使火星表面的岩石受到高温高压的冲击而气化、烧熔。熔体很快冷却形成玻璃状,并胶结火星表面的岩石碎块和土壤一起溅射。当溅射物的速度超过火星的逃逸速度时,溅射物即可脱离火星重力而在太阳系中运行;当运行的溅射物与地球运行轨道相近时,就会有陨石降落到地球表面。

绝大多数火星陨石非常年轻,只有2亿年左右,而90%的火星表面岩石却在39亿年到45亿年之间。这一问题困扰了天文学家近20年。近来,美国亚利桑那大学的詹姆斯・海德通过模拟碰撞实验发现,在经常的小型碰撞中,那些年轻的暴露在外的岩石最容易脱离火星地壳,从而形成年轻的陨石。

之二:探索地外生命的新希望

在人类收集到的20余颗火星陨石中,编号为ALH84001的火星陨石最引人注目。

ALH84001 重约2 千克,1300万年前被地球俘获,但直到1984 年12 月27 日才在南极洲被发现。科学家发现,在该火星陨石中有一种由碳酸盐组成的微细管状结构,直径小于人发直径的1/100,并证明这是一块36亿年前火星存在的原始微生物化石。那时地球上的生命还处于最原始的演化阶段,由此似乎说明火星与地球的生命起源与初始演化是同步的。但更多科学家认为将陨石中微细管状结构看做原始微生物化石的科学依据不足。不可否认的是,ALH84001重新点燃了人们探索地外生命的希望之光,使科学家在这些已收集的火星陨石中获得了许多与生命有关的证据。

之三:“生命痕迹”之争

火星拥有或曾经拥有生命存在所需的条件,包括日照、有机分子、液态水――科学家以此作为研究火星陨石中有无“生命痕迹”的基本标准。

1.生物有机体

尽管科学家还不能证实,火星陨石内部的迹象是在陨石脱离火星后由生物有机体留下的,但是如果当时其内部有一个微小的细菌,那么这个细菌完全有理由存活下来。为了证实这一理论,科学家进行了火星陨石到达地球的模拟实验。实验显示:在两个星球形成之初,约有数十亿吨的火星岩从火星来到地球。最令人激动的是,科学家发现火星陨石落到地球表面时,内部温度没有发生太大变化――这说明火星陨石在坠落过程中并未破坏细菌,甚至连植物种子或真菌类生物都完好无损。其他研究还显示:一块火星陨石从火星到地球约需1年,而一些生物机体能够在太空中存活数年,这使得生命的“传递”成为可能。

2.碳酸盐球

科学家在火星陨石的缝隙中找到了碳酸盐球。碳酸盐是遇水结晶的无机物,科学家认为火星上肯定有水渗进这些缝隙。测试表明,这些碳酸盐球形成于36亿年前,看来在那段时期,水这一生命最为必要的成分在火星上存在过,而且这些小球的多层构成体与微生物在池塘代谢无机物时产生的物形十分相似。这些碳酸盐球表明火星上曾经同时存在水和细菌的新陈代谢。目前尚无法证明这些碳酸盐球的形成方式,科学家对此还存在争议。

3.多环芳烃

火星陨石中发现的多环芳烃被看成生命的建构单元。美国斯坦福大学专项小组采用新激光技术将这些有机分子从微小碳酸盐球的内部和周围分离出来。地球上,有机物腐败时会产生这种化合物,在煤炭和石油中也可觅到其踪迹。由于多环芳烃充斥地球,所以陨石难免有遭受污染之嫌。科学家检查了从南极洲的同一冰结地带搜集到的其他坚硬陨石,发现没有一块陨石被地球上的多环芳烃所污染。持怀疑态度的科学家认为,至少某些多环芳烃是陨石固有的。

4.“生命副产品”

为了找到最令人信服的“生命副产品”,美国科学家麦肯领导的陨石小组仔细观察碳酸盐球的边缘,结果看到了与地球上某类细菌产生的无机物相近的泪珠状细小晶体。生命说的赞成者认为,泪珠状晶体为他们的说法增加了分量。

5.“生物”本身

火星陨石中存在状如“脚趾”的微小球状物,类似于细菌,尽管它们比地球上最小的纳米级细菌还要小。有人认为,这样微小结构的腔穴如此狭小,不但不能容纳晶体,也不能容纳功能细胞所要求的最低数量的基因材料和酶。但是,最近发现了两例地球微生物的直径可以小到40纳米,使这一疑问得到解答。

尽管火星生命说遭遇的问题错综复杂,但人类并没有放弃努力。一些国家正积极组织科学考察队奔赴南极,试图找到更多的火星陨石,并从中获得更多关于火星上有无生命的证据。

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