《科学家讲科学》第三期 | 欧阳自远院士：火星上有生命和火星人吗？

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       今天是人类月球日，人类从第一次登上月球，到遥望更加遥远的火星，人类对太阳系星辰大海的探索从未停止。探索月球、开发月球、在月球上建立“中转站”，也是人类“探火之旅”的前瞻。

 

       从1877年开始，一些天文学家用望远镜观察火星，发现火星表面有许多直线，认为这些都是火星上的“人工运河”，是火星文明的证明。直到1960年，人类开始探测火星，寻找火星上的生命痕迹，至今，人类仍在尝试解开关于火星的更多秘密。

 

       火星在类地行星中与地球最像，它是否曾经孕育过生命？为什么现在的火星一滴水都没有了呢？与载人登月相比，载人登火星会有什么困难？人类有可能在火星上安家吗？

 

       中国科协青少年科技中心携手总台央广中国之声、央视频，推出全媒体科普栏目——大师课堂《科学家讲科学》。20位院士名家畅谈热点事件，为公众科普答疑。

 

       本期有请中国科学院院士欧阳自远慧眼观“星”。

 

       地球的卫星是月亮，火星的卫星是？

 

       我们地球有一个卫星——月球，它的直径是2480公里，而火星有两个小卫星，相比于月球，火星的卫星则小得多：火卫一的直径大约有54公里，火卫二的直径只有30公里。

 

       早期的地球并没有卫星，月球的出现是因为外来的一个巨大的天体撞击地球，地球被撞击的一侧支离破碎，再加上地球的引力作用，那些碎块在地球的“势力范围”内逐渐汇集，便形成了我们的月亮。

 

       欧阳自远解释：“我们做了亲子鉴定，月亮是地球的亲女儿。月球陪伴着地球约有四十五万万年，一直护卫着自己的母亲，它愿意以微弱的身躯抵御小天体的撞击，留在月球表面数以百万计的月坑，就是它‘尽孝’的证明。”

 

       那么火星的两个卫星怎么来的呢？“它们是在太阳系里面刚好运行到火星附近，火星就把它抓起来，当成自己的养子了。”欧阳自远介绍。

       登上火星的困难：两年零两个月的孤单

 

       相比于载人登月，载人登火星的困难主要在两个方面，一是距离问题，二是周期问题。

 

       地球距离月球38万公里，探月耗时5天多，而地球距离火星最近的时候也有4000多万公里，至少要飞7个月。

 

       在登火星周期方面，为了缩短登火星的距离，必须选择火星与地球之间有一个锐角夹角，探测器沿一条特殊轨道运行，飞行七个月之后，与火星相遇，被火星捕获。从地球发射探测器去火星，每26个月有一次机会,也就是说，假如错过了这次去火星的机会，就必须再等26个月才能有下一趟登火星旅途。

       综上两个登火星的困难，欧阳自远引申出一系列的困难，比如物资运输问题、供氧供水问题以及人的心理问题。“你会比较孤单，要两年零两个月才有一次机会迎来新的人到来。”

       不过，科学家有的是办法。“我们现在正在想一个办法，循环产生氧气和水，这已经有比较好的技术方案，以后建设月球基地就可以长期的供应，”欧阳自远表示，“也可以从月球出发，因为月球的引力只有地球的1/6，也就是发射火箭所用的能量也只需要从地球出发耗能的1/6，这既省劲又方便。”

 太阳系平面图

 

 

       火星是否曾经孕育过生命？

 

       100多年前的天文学家曾用望远镜观察火星，发现火星上有疑似灌溉用的运河；早年间，火星探测中拍摄到的照片中也显示有金字塔形状的影子，这使得人类展开了一系列对火星文明的幻想。因此，从1960年起，人类开始集中力量探测一个问题：火星到底有没有生命？



 火星表面疑似金字塔形状的影子

 

 

       “在中国探索火星之前，人类一共发射了56个探测器，其中成功只有40次，大概成功率达71%。”

 

       欧阳自远认为，这些都是对火星文明的误读，科学发现要讲究证据。曾有一些科学家研究发现火星上可能有过100米左右的水体覆盖过，下一步，需要寻找沉积岩中的古代化石来加以佐证。“我手头就有很多火星掉下来的石头。”欧阳自远通过观察许多火星的陨石截面，可以看到有如细菌、病毒形状的轮廓，由于没有检测到这些初级生命的遗传物质，所以这并不能证明火星曾孕育过生命。

       直到2011年，一颗来自火星的陨石降落到摩洛哥的沙漠，我国科学家将这块陨石买回国做研究。经研究发现，这块火星陨石内有星星点点的纯碳颗粒，通过对这些纯碳颗粒的碳同位素分析，证明了这些纯碳来源于生命。这些来源于生命的纯碳确凿地证明了火星曾经有过生命，这是一个重大的发现，它为我国科学家带来极大的鼓舞。

提森特(Tissint)火星陨石于2011年7月18日降落在摩洛哥的沙漠中

 碳细脉中的有机成因碳

 

 

       火星表面有水吗？

 

       今年5月，我国天问一号任务火星车“祝融号”探测火星时发现了含水矿物，说明着陆区可能含有大量以含结构水矿物形式存在的可利用水。欧阳自远表示：“一般来说，含水矿物的水分子的含量是极少的，没有任何实际的意义。比如石膏也是含水矿物，但是谁会用石膏熬水呢？这种水没有什么利用价值。”

 

       但是，这意味着火星表面可能曾经存在过完整的水体，和地球一样，有河流、湖泊、海洋，而现在只在火星南北极发现了一些干冰和水冰，火星的水都去哪了呢？

 

       欧阳自远解释：“首先，火星比地球离太阳更远，这导致它的年平均温度维持在零下十几度，大部分时间很寒冷，所以火星南北极有一些冰，没有活动的流水。后来，有研究团队探测到火星可能存在地下水，可以说，火星的水都钻到地下去了。另外，火星的引力比地球小，可能导致火星的水发生‘逃逸’迹象。”

 

火星全球勘探者拍摄到地下收益出形成的冲积扇

 

       人类有可能移民火星吗？

 

       欧阳自远坦言，我们地球存在许多潜在的威胁。在6500万年前，一个10公里大小的天体撞上地球，在墨西哥半岛上“挖”了一个180公里巨大的撞击坑，小天体撞击时高速通过大气层引起全球大火以及巨大海啸。天体撞击地球的尘埃飞溅到整个平流层，因为遮住了太阳，当时全球平均温度下降了16度，地球表面变得异常寒冷，植物停止了光合作用，大批死亡，恐龙的食物链中断，因此引起了地球上以恐龙为代表近100万个物种的灭绝。再加上现今人类各种错误思想，继而引发核战争等构成毁灭地球、毁灭人类的灾难。

 

       “所以我们要研究怎么才能够改造火星，让它变成第二个地球，成为人类的第二个栖息地。我们还需要解决人类在火星的供水和供氧的问题。”

 

       有科学家建议，在火星上多排放二氧化碳，让火星产生温室效应，融化南北极的冰，让火星的水流动起来。在供氧方面，一旦火星有了流动的水，便可以在火星引种地球一些低等植物，火星的大气压会随着低等植物的繁衍越来越高，随之氧气的含量也会越来越高。

 

       改造好火星后，人类便可以在火星表面生存。这需要百年左右，人类便能在火星发展起一个自给自足的社会。欧阳自远对改造火星持乐观态度，他认为改造火星是人类的希望，“我们不仅要爱护地球，也要再去开辟一个新的人类栖息地，这也是现在科学家们主流的想法。”

 

       向星辰大海挺进！

 

       与太阳相距最近的恒星名比邻星，所谓“天涯若比邻”，但以人类现今的技术，飞到比邻星需要3万年以上，换言之，现在的人类飞不出太阳系。

       

       “一定要把太阳系的问题彻底搞清楚。”欧阳自远说。由于人类至今尚且没有能力进行“星际穿越”，只能开展行星际穿越探测。所以欧阳自远认为人类未来的主要方向和任务是向太阳系的星辰大海挺进，排除、规避地球面临的一些威胁、危害，让地球永远幸福安康地生存发展下去。

 

       “人类也许要通过几个世纪的努力，将火星这个贫瘠的行星改造成为一个拥有蔚蓝色的天空、绿色平原、蓝色湖泊和生态环境友好的一个新世界。这样地球和火星共同成为人类社会持续发展的姐妹共同体。”这是欧阳自远的梦想，也是科学家们的梦想。

       从红色火星到绿色火星再到蓝色火星，这是一个火星循序渐进的改造过程。科幻博主姬少亭认为，对于火星探测、改造，我们无须急于求成，改造火星是个漫长且温和的过程。

 

       在另辟人类栖息地之余，还需要保护好当下的栖息地，但也不要过于杞人忧天，太阳寿命尚且还有50亿年，消耗完地球资源也要很长一段时间，欧阳自远表示：“那个时候，未来的人类一定有办法。”

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