火星可能存在地下生命数百万年

几十年来，科学家们一直在火星表面寻找古代生命的迹象。但深入挖掘后，他们在意想不到的地方发现了具有历史意义的宜居区域。

在扩大搜索范围后，一个研究团队发现，这颗红色星球的古代地下可能孕育了数亿年的微生物生命。通过从水中借用氢电子，微生物就能获得足够的能量，不仅能在地下生存，还能在地下数英里处繁衍生息。如果属实，未来的任务可以搜索那些地下暴露出来的区域，从而一劳永逸地证明火星生命的存在。

由布朗大学研究人员牵头、发表在《地球与行星科学通讯》上的这项研究灵感来源于地球上一个有趣的现象。地球上大量的地下微生物群落生活在黑暗中，无法获取太阳的化学能，而太阳能是地球上大多数生物体的唯一能量来源。然而，这些充满活力的细菌通过从渗透到地下的水分子中窃取氢电子来维持生存，这一过程产生了足够的能量供它们生存。

火星如今显然没有支持生命所需的表面水源，但有明确的过去流水迹象表明，它曾经有过。类似的微生物理论上也可能存在于那里。

意想不到的优势

尽管条件恶劣，火星极其稀薄的大气层和强烈的辐射实际上会支持这些生态系统。当辐射撞击地表水时，会引发一个称为“辐射分解”的过程，水分子分解成氢和氧。一旦分子分解，微生物就可以很容易地利用分子氢来维持生存。

为了找出这些地下群落是否曾经存在，研究团队考察了三个不同的因素。首先，他们使用了美国宇航局“火星奥德赛”号探测器的伽马射线光谱仪的数据，绘制了火星地壳中钍、钾和铀的含量图。这些元素在分解时会释放辐射，从而启动辐射分解。它们的衰变速度也是恒定的，因此通过计算它们目前的含量，可以估算出历史上辐射的强度。

埋藏的湖床和干涸的河流告诉我们，不乏暴露在辐射下的水源，但团队仍然需要弄清楚有多少水渗透到了地下。为此，他们使用了密度测量来观察火星地壳的孔隙度，从而估算出有多少氢渗透到地下。最后一步是寻找温度适宜的地下区域。他们利用地热和气候模型来确定哪些区域足够温暖，可以容纳液态水，但又不会因为来自火星核心的热量而损害生态系统。

这张照片由美国宇航局的火星勘测轨道飞行器的高分辨率成像科学实验相机拍摄，显示了古老火星地下暴露出的火山区域——叙尔提斯高原。该区域目前正被考虑作为美国宇航局“火星2020”探测车的着陆点。（*来源：NASA/JPL-Caltech/亚利桑那大学*）

充满活力的开端

在综合了这些因素后，研究人员发现，大约在40亿年前，火星地下吸收了足够多的氢，可以为微生物提供能量长达数亿年。他们的模型表明，这些生态系统延伸到地下数英里，并且能够承受比预期更温暖和更寒冷的环境。事实上，厚厚的冰层实际上将氢分子困在了地下，使得极寒地区成为饥饿微生物的理想家园。

“人们认为寒冷的早期火星气候对生命不利，但我们表明，在寒冷的气候下，地下的化学能量对生命来说实际上更多，”该研究的主要作者、布朗大学的杰西·塔纳斯在新闻声明中说。“我们认为这可能会改变人们对气候与火星过去生命之间关系的看法。”

尽管如此，仍有许多因素需要考虑。该研究假设火星微生物与地球上的微生物相似，但它们可能完全以不同的方式运作。此外，火星上是否曾存在过任何生命形式仍然未知。但证明它有足够的能量生存，是另一个关于外星生命存在的希望迹象。

然而，证明这一理论的唯一方法是调查地下现在暴露出来的区域，例如深邃的陨石坑。幸运的是，美国宇航局的“火星2020”探测车很快将前往这颗红色星球，并将利用这些新数据继续我们对火星生命的永无止境的探索。