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(科技日报2004.12月25日讯)最新一期美国《科学》杂志指出,美国“勇气”号和“机遇”号火星车今年对火星的探测,是首次在地球之外的另一颗行星上进行的真正野外地质勘察。两辆火星车的发现表明,火星曾经温暖和湿润,在数十亿年前有着能够维持生命存在的环境。 火星,这是第二个被证实有水的行星,人们从此再没有理由怀疑,在我们银河系里有成百上千的、甚至更多的星球有水。
专家点评 刘振兴:(中国地球空间双星探测计划首席科学家、中国科学院院士)
其实,很久以前人们就猜想和推测在火星表面存在由于水流过而形成河床和河道,还可能存在咸海。现在火星车发现火星上确实有水,这是一个改变宇宙历史的日子。
更为重要的是,火星上水的发现对于地球环境研究有很大的参照作用。如果火星上过去有水而现在没有水,那么,火星水是如何消失的?地球上的水会不会消失?
作为距离地球最近的行星,火星一直是人类优先探索的目标。登上火星仅仅是火星探索的初级阶段,科学家进一步设想在火星上建立人类定居点。在海洋与河流从火星消失几百万年之后的今天,人类有可能把火星改造成类似地球的“生命天堂”。
虽然目前我国还没有把火星探测列入国家的具体议程,但上个世纪90年代中期,我们就强调,应该加强火星的预先研究,预先研究的目的,就是为今后我们国家开展火星探测研究建立基础。对每个国家来说,火星是国际上共有的,任何一个国家都有享受的权利,中国是一个大国,也可以说一个空间大国,毫无疑问,也应该在火星上占有一席之地。
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针铁矿、卷须云、遍地卵石、大量硫酸盐,一系列证据表明:火星存在水。现在干燥寒冷的火星,历史上也许有过一番波涛汹涌的景象。
证据一针铁矿:只能在有水条件下形成不久前,在火星上一个名为哥伦比亚山的丘陵地带,蹒跚探索的“勇气”号火星车发现了一块罕见岩石,根据化学成分分析可知,这是一块针铁矿,这种矿物质在火星上还是首次发现。
“针铁矿的发现是火星上曾经有水活动的有力证据。”刘院士说,“针铁矿在地球上普遍存在,但它只能在有水的情况下形成。相对于其它矿物质而言,它形成时对水环境的要求并不苛刻,液态的、冰冻的或者是蒸汽状态的水环境都可以。”
这块属于火星的针铁矿岩石呈深黑色,外表有金属光泽。科学家对其成分进行了分析,推断火星上哥伦比亚丘陵地带历史上曾经有过陨石撞击或火山活动发生,而在这些剧烈的地质活动中,一定有水这种物质出现过,由此才会在这一地区的岩床中形成了针铁矿物质。
证据二
卷须云:酷似地球云层
“勇气”号发现针铁矿的同时,在火星的另一侧,经过对“耐久”陨石坑六个月的探测,当“机遇”号重新攀登出陨石坑地带,再次进入火星上的麦瑞迪亚尼平原时,“机遇”号首次拍摄到火星天空中奇异的束状云层图像。根据照片显示,这种火星大气云层酷似地球上经常出现的卷须云。
“这是一个非常引人关注的美丽景象。”刘院士说,“这些云层是由微小的冰块组成的,这也可以再次证明火星上确实存在着水。”
美国宇航局的科学家们称,这些云层其实早已被轨道观测站发现过,它形成于火星赤道地带,而“机遇号”目前就正在那里工作。束状云层形成于火星运转至远日点的时候,因为当火星运行至远日点时,火星从太阳那里获取的能量要比在近日点时减少40%%。
证据三硫酸盐、卵石:述说水的往事
当“机遇”号在火星表面成功着陆时,地质学家及研究人员看到“机遇”号发回的登陆地区暴露的岩层,就深感震撼。从那天起,“机遇”号就一直使用着地质人员野外勘探的工具,来检测岩石的化学构成。
依靠尖端仪器,科学家们在火星岩层中发现了大量的硫酸盐。根据人类对地球岩石形成的知识判断,含有如此多盐分的岩石,不是长期被水浸泡形成,就是在形成岩层后长期被水渗透过,科学家们甚至认为,这些火星岩层有可能生成于酸性湖水或温泉里。
让科学家们还感到惊奇的是,“机遇”号探测的一条小坑里发现了绝对圆滑的火星岩,它们与地球河床里的鹅卵石没什么两样!
“只有在有限的几种条件下,卵石才可能这样圆,其中一种可能就是在湖底或海底,当细腻的物质不断滚动,就会不断积淀成层并变大,这样形成圆的石头叫鱼卵石。”刘院士说。
如果“机遇”号发回的照片中的圆形卵石能被证明是鱼卵石,那就有力地表明,目前贫瘠的火星表面曾经存在过大量的水。美国宇航局的专家说,发现的卵石具有特有的纹理结构,其在水中形成的可能性极大。
下篇
水是生命之母。火星上有水!这是美国宇航局给全世界的一个令人振奋的发现。这一天,我们知道地球在这个宇宙里可能不是唯一的“绿洲”,人类更有机会开发第二个家园,让它与地球一样葱绿与美丽。
思考:若地球上的水成为往事
“火星在太阳系中处于非常特殊的位置,它离地球最近。在火星上发现液态水,说明火星的环境在很久以前可能与地球极其相似,这对地球气候环境的研究,有着非凡的意义。”刘振兴院士说。
“火星早期环境并不是像现在这么恶劣,它的大气不是这么稀薄,大气成分也不是95%以上是二氧化碳,在其表面也曾经存在着水体等等,但是为什么发展到现在就变得这么荒凉呢。火星水是如何消失的?地球上的水会不会消失?地球现在虽然还很好,今后有没有可能向着火星现在的状态发展呢?这是一个非常重要的课提。
刘院士说,“通过研究火星的演变过程,可以推断出地球的未来变化情况,只有这样,才能及时采取有效措施,人为地阻止地球的这种演化趋势,使人类与地球可以长期共存。”
期待:火星上传回更多惊喜
“火星上发现曾经有水的痕迹,这将推动我们进一步探究火星是否有微生物存在。到时说不定会有更让人激动的发现,比如发现火星生物的化石,甚至活着的生物。”刘院士说,“地球上很多生物灭绝后留下的遗迹,都是通过考古挖掘发现的。而人类对火星进行的科学探索活动,目前尚局限于火星的表面,因此,现在即使在火星上没发现生命,也不能断定其就没有存在过生命。火星探测今后将向深层发展,比如可以在火星上进行挖掘,找寻化石,哪怕只找到一块,也足以证明火星上有过生命。”
来自美国航天局等单位的天文学、生物学、化学和地质学等领域的科学家发表了总共11篇论文并指出,在研究和分析了美国航天局“机遇号”发回来的几千张照片之后,他们坚信远古时代火星的环境要比科学家历来想象的暖和湿润得多,因此它是一个能维持生命存在的环境。但科学家还并不能完全肯定火星上是否存在过生命。
■新闻缘起
十二月十七日出版的美国《科学》杂志评出了二○○四年度十大科学突破,火星上发现水的证据荣登榜首,其余九项研究分别是最小型人类化石的发现、人类的克隆、固体冷凝物的实现、隐藏的基因组财富、脉冲星对的发现、动植物多样性的减少、对水的深入认识、为世界穷人研制的药物,以及水滴中的基因组。除了排在第一名的研究成果外,其余九项研究的排名不分先后。
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