天外來客

祖　遠(yuǎn)

有人說，當(dāng)今世界上最珍貴的不是黃金、不是鉆石，也不是英國女王皇冠上鑲嵌的藍(lán)寶石，而是從外表看來一點(diǎn)也不漂亮的“天外來客”一隕石。

實(shí)際上，隕石的真正價(jià)值是無法用錢來衡量的，它所提供的許多宇宙信息是無價(jià)的。一直以來，科學(xué)家試圖登上火星，但屢戰(zhàn)屢敗。正因?yàn)槿绱?，火星隕石也就成了火星賜予地球的珍貴禮物。

南極，撿隕石的最佳去處

我國科學(xué)家曾在河南商丘發(fā)掘了五塊隕石，后經(jīng)證實(shí)，這些“天外來客”是在公元前645年12月24日墜落地球的，據(jù)說這是迄今為止世界上發(fā)現(xiàn)最早的隕石。而人類發(fā)現(xiàn)火星隕石的歷史則要短得多，最早的一顆于1815年才在法國被發(fā)現(xiàn)。這塊火星隕石重約4千克，為純橄欖巖，科學(xué)家后來將其命名為夏西尼。時(shí)至今日，世界各國的研究人員收集了許多的隕石，其中在南極洲收集到的隕石總數(shù)就超過了17000顆，然而火星隕石卻只有20幾顆。

為什么能夠在南極撿到如此之多的隕石呢?

南極常年寒冷干燥，孕育出厚厚的冰川，這樣的冰層無疑成為隕石的天然儲(chǔ)藏庫，一些幾百萬年或千萬年前降落的隕石可以完好地保存下來。而且，在此發(fā)現(xiàn)的隕石比其他地區(qū)發(fā)現(xiàn)的隕石更少被污染，更富有研究價(jià)值。南極冰蓋的形成與演化，使得南極洲成為地球上發(fā)現(xiàn)隕石數(shù)量最多、品種最全的大陸。

近年來，由于全球變暖，南極大量的冰川融化，許多冰封的原始痕跡逐漸顯露出來。經(jīng)科學(xué)家們?cè)谀蠘O科考發(fā)現(xiàn)，在南極尋覓到的隕石中，火星隕石與其他眾多隕石有著明顯不同。

一、它是沖擊熔解的玻璃包裹著一些玄武巖質(zhì)的巖石角礫。

二、流星群隕石是太陽星云凝聚的產(chǎn)物，是構(gòu)成行星原始的物料。用各種方法測(cè)定隕石的年齡均為45億～46億年，而火星隕石是由火星巖石的角礫所組成。其中玻璃的年齡代表受撞擊的年齡，一般為2億年左右。

三、流星群隕石中的礦物已做過極其系統(tǒng)而精細(xì)的研究，與火星隕石中的礦物差別極大。

四、火星隕石的化學(xué)成分代表了火星巖石與火星土壤的成分，與流星群隕石的化學(xué)成分明顯不同。

五、當(dāng)火星隕石中的熔體很快冷卻形成玻璃時(shí)，捕獲了少量的火星大氣。經(jīng)測(cè)定，火星隕石玻璃體中氣體的組成及特征與“海盜”探測(cè)器對(duì)火星大氣的成分、稀有氣體之間的比例和氨同位素測(cè)定的結(jié)果相近似。

六、當(dāng)火星隕石在行星際空間運(yùn)行時(shí)，受到宇宙線的輻照，由此可計(jì)算小天體撞擊火星形成火星隕石的年齡和降落至地面的年齡，而對(duì)其他隕石現(xiàn)在尚難達(dá)到這一步。

火星隕石中的信息

之一：比火星表層巖石年輕

火星表面的巖石是怎樣形成隕石，并最終降落至地球的呢?

科學(xué)家經(jīng)研究后認(rèn)為，由于太陽系中的小天體撞擊火星，使火星表面的巖石受到高溫高壓的沖擊而氣化、燒熔。熔體很快冷卻形成玻璃狀，并膠結(jié)火星表面的巖石碎塊和土壤一起濺射。當(dāng)濺射物的速度超過火星的逃逸速度時(shí)。濺射物即可脫離火星的重力而在太陽系中運(yùn)行；當(dāng)運(yùn)行的濺射物與地球運(yùn)行軌道相近時(shí)，就有隕石降落到地球表面上。

不過這些火星隕石中絕大部分的年齡非常年輕(只有2億年左右)。而90％的火星表面巖石卻要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于它們，在39～45億年之間。這一問題困擾了天文學(xué)家近20年之久。近來，美國亞利桑那大學(xué)的詹姆斯·海德教授通過模擬碰撞實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，原來在經(jīng)常的小型碰撞中，那些年輕的暴露在外的巖石最容易脫離火星地殼，從而形成了這些年輕的隕石。

之二：ALH84001帶來希望

在南極已經(jīng)收集到的眾多隕石中，盡管火星隕石只有20余顆，但正是這為數(shù)不多的火星隕石。給人類帶來了許多關(guān)于火星的信息。其中，編號(hào)為ALH84001的火星隕石最引人注目。

ALH84001重約2千克，1300萬年前被地球俘獲，但直到1984年12月27日才在南極洲被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)。1996年曾引起全球的極大關(guān)注。此前，科學(xué)家經(jīng)過12年之久的研究，通過電子顯微鏡和掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，在ALH84001火星隕石中有一種由碳酸鹽組成的微細(xì)管狀結(jié)構(gòu)，其直徑小于頭發(fā)直徑的1／100，并證明這是一塊36億年前火星存在的原始微生物化石。36億年前地球上的生命處于最原始的演化階段，由此似乎說明了火星與地球的生命起源與初始的演化是同步的。

但更多的科學(xué)家冷靜而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貦z驗(yàn)已公布的資料后，認(rèn)為隕石中有微細(xì)管狀結(jié)構(gòu)是原始微生物化石的科學(xué)依據(jù)不足。但是，ALH84001體現(xiàn)出來的價(jià)值又重新點(diǎn)燃了人們探索地外生命的希望之光，使科學(xué)家們?cè)谶@些已收集的火星隕石中，獲得了許多與生命有關(guān)的證據(jù)。

之三：“生命痕跡”之爭

火星擁有，或曾經(jīng)擁有生命存在所需的條件：日照、有機(jī)分子、液態(tài)水?？茖W(xué)家以此作為研究火星隕石中有無“生命痕跡”的基本標(biāo)準(zhǔn)。

1生物有機(jī)體

盡管現(xiàn)在科學(xué)家們還不能證實(shí)，火星隕石內(nèi)部的跡象是在隕石脫離火星后由生物有機(jī)體留下的，但是，如果當(dāng)時(shí)其內(nèi)部有一個(gè)微小的細(xì)菌，則完全有理由存活下來。

為了證實(shí)這一理論，科學(xué)家們進(jìn)行了火星隕石到達(dá)地球的模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在兩個(gè)星球形成之初，約有數(shù)十億噸的火星巖從火星來到了地球。最令人激動(dòng)的是，他們發(fā)現(xiàn)火星隕石在降落地球表面時(shí)，其內(nèi)部的溫度沒有發(fā)生太大的變化，這說明火星隕石在墜落過程中并沒有破壞細(xì)菌，甚至植物種子或真菌類生物都完好無損。

其他一些研究還顯示，一塊火星隕石從火星到地球約需1年的時(shí)間，而一些生物機(jī)體能夠在太空中存活數(shù)年之久，這使得生命的“傳遞”成為可能。

2磁酸鹽球

碳酸鹽球是在火星隕石的縫隙中找到的，只有句號(hào)般大小。因?yàn)樘妓猁}是遇水結(jié)晶的一種無機(jī)物，科學(xué)家得出結(jié)論：火星水肯定滲透進(jìn)人過這些縫隙。測(cè)試表明，這些碳酸鹽球形成于36億年之前，說明在那段時(shí)期，水這一生命的最為必要的成分存在過。

這些碳酸鹽球即表明了水和細(xì)菌的新陳代謝曾經(jīng)同時(shí)存在。由于目前尚沒有辦法證明這些碳酸鹽球形成的方式，因此還存在爭議。

3多環(huán)芳烴

火星隕石中發(fā)現(xiàn)的多環(huán)芳烴是一族氫碳化合物，屬于大而復(fù)雜的分子，常被稱作“有機(jī)化合物”，被看成生命的建構(gòu)單元。

美國斯坦福大學(xué)專項(xiàng)小組采用了一種復(fù)雜的新激光技術(shù)，將這些有機(jī)分子從微小碳酸鹽球的里邊和周圍分離出來。在地球上，當(dāng)有機(jī)物如浮游生物腐敗時(shí)就會(huì)產(chǎn)生這種化合物，并可在煤炭和石油中找到它們的蹤跡。由于多環(huán)芳烴充斥地球，所以隕石難免有遭受污染之嫌。但科學(xué)家在檢查了從南極洲的同一冰結(jié)地帶所搜集到的其他堅(jiān)硬隕石，發(fā)現(xiàn)沒有一塊隕石被地球上的多環(huán)芳烴所污染。

4晶體性“生命副產(chǎn)品”

多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為“生命副產(chǎn)品”才是最令人信服的證據(jù)。為了找到它，美國科學(xué)家麥肯領(lǐng)導(dǎo)的隕石小組使用了高倍掃描電子顯微鏡，仔細(xì)觀察直徑小于100納米的粒子。在觀察碳酸鹽球邊緣的過程中，他們看到了與地球上某些類型的細(xì)菌所產(chǎn)生的無機(jī)物十分相近的淚珠狀的細(xì)小晶體。生命說的贊成者認(rèn)為，淚珠狀的晶體為他們的說法增加了分量。

5“生物”本身

火星隕石中存在狀如“腳趾”的微小球狀物，類似于地球上的細(xì)菌，盡管它們比地球最小的納米級(jí)細(xì)菌還要小約100倍。

由于晶體構(gòu)成了石頭上存在有以往生命的最有力的證據(jù)。晶體體積與生物體積的明顯不相吻合就使這一證據(jù)充滿疑問。有人認(rèn)為，這樣微小結(jié)構(gòu)里的腔穴是如此狹小，它們不但不能容納晶體，也不能容納功能細(xì)胞所要求的最低數(shù)量的基因材料和最少數(shù)量的酶。但是，由于最近發(fā)現(xiàn)了兩例地球微生物的直徑可以小到40納米，這一疑問已經(jīng)得到了解答。

盡管火星生命說遇到的問題錯(cuò)綜復(fù)雜，但人類并沒有放棄努力。不少國家組織南極科學(xué)考察隊(duì)奔赴南極，試圖找到更多的火星隕石，并從中獲得更多關(guān)于火星上有無生命的證據(jù)。