人类探索火星简介
1976年，美国国家航空航天局的维京1和维京2号探测器成功登陆火星，但没有发现任何有机化合物和生命的迹象，这给期待发现火星人的科学家泼了一盆冷水，人类探索火星的热情顿时减弱了许多。在接下来的20年里，美国没有发射新的火星探测器。直到1996年，美国国家航空航天局宣布在来自火星的陨石“艾伦-希尔斯84001”中发现火星细菌化石的证据，火星上的生命才再次引起人们的兴趣。时任美国总统的克林顿甚至在一次演讲中说:“它(陨石)表明火星上可能有生命。如果这个发现最终被证明是真的，这将是宇宙最辉煌的发现。”[编辑此段]争议尽管争议不断，但这一独特的地外生命痕迹仍然激起了人们的无限遐想，科学家们的目光全都聚焦在这颗遥远的星球上。但就目前人类的认识水平而言，一种由有机物和水组成的一个或多个细胞组成的半开放物质系统，具有稳定的物质和能量代谢，能对刺激作出反应，并能自我复制(繁殖)，才能称之为生命。换句话说，对火星生命的识别只能通过与地球生命的类比来提出，因为这是我们已知的唯一生命形式。在人类目前的探测能力范围内，确实只有火星的条件最接近地球。[编辑本段]生命形式火星是距离地球最近的行星，它以椭圆轨道围绕太阳旋转。火星公转一周相当于地球两年，自转一周类似于地球一昼夜。火星和地球一样，是一颗硅酸盐行星，内部有地核、地幔和外壳。火星的两极被一层由二氧化碳构成的白色冰帽所覆盖。火星上还有大气圈、水圈、气候常年变化。虽然火星的压力只有地球的1%，大气层也比地球稀薄，而且95.3%是二氧化碳，但仍然有氮气和极少量的氧气和水蒸气。
科学家认为早期火星具备生命开始的条件和物质。即使在今天，火星上的一些地方仍然是“可行的”。根据登陆火星的探测器收集的数据，科学家认为，火星过去水资源丰富，温暖湿润，大气层浓厚，有可以支持生命的环境。火星的大气中也发现了氮，这对生物的形成也有重要意义。火星峡谷的照片还显示，大量的水曾经侵蚀过火星表面。近年来，科学家甚至在火星上发现了固态水。水是生命之源。它不仅是生化反应的必需元素，也是运输营养物质和排泄废物的必要通道。有了固体水，就有可能找到液态水，进而有希望找到适合生命存在的环境。[编辑此段]火星陨石“艾伦-希尔斯84001”，其生命证据引起了全世界的极大兴趣，是由美国国家航空航天局、美国国家科学基金会和史密森学会联合组成的南极陨石搜寻计划(ANSMET)团队于2月27日在南极艾伦希尔斯1984+65438发现的。让很多人不解的是，为什么科学家可以确认这块陨石来自火星。它是如何从火星飞到地球的？科学家对此有什么样的证据？要解释这些问题，就得从陨石的形成说起。
在太阳系中，有无数大小不一的流星体以椭圆轨道绕太阳运行，其他天体的摄动或天体之间的碰撞都会改变流星体的轨道。流星体与地球相遇时，可能会穿过地球大气层坠落到地面，其残留物质就是陨石。大多数陨石和地球上的岩石一样，基本上都是由矿物组成的。然而，陨石中含有的一些矿物质非常独特，从未在地球岩石中发现过。除了月球样品和宇宙尘埃，陨石是目前可以直接研究的主要地外物质，可以提供很多宇宙信息。
地球上大多数陨石都是经过小行星带飞来的，科学家可以通过追踪化学元素等方法追溯来源。目前人类对月球和火星有了一定的了解，取回了月球岩石样本，发射了探测器登陆火星等等。，所以通过对比分析等方法，可以确认极少数陨石来自月球或火星。
火星陨石的确认始于1983。科学家发现一种陨石的化学同位素和岩石学特征与当时可以参考的火星数据一致，推断这种陨石来自火星。后来，科学家们分析了这类陨石中惰性气体的同位素浓度，并确认它们与登陆火星的海盗号探测器观测到的火星大气中惰性气体的浓度一致。2000年，科学家再次对比分析了所有已知参数，再次证实了这一结论。[编辑本段]火星陨石至于陨石是如何从火星进入太空的，科学家认为这可能是小行星和其他天体撞击火星的结果。已经观测到的巨大陨石坑可以在一定程度上说明撞击的威力。然而，进入太空的火星岩石要穿越数亿公里到达地球并不容易。因此，截至2009年6月10，在地球上发现的成千上万块陨石中，科学家只发现了53块来自火星的陨石，总重量为92kg，仅相当于阿波罗计划中宇航员带回的总样本的10%。
火星陨石分为三组罕见的球粒陨石(石陨石):辉石球粒陨石、辉石球粒陨石和纯橄榄石球粒陨石。它们的同位素比率是一致的，与地球上的不同。整块火星陨石被称为SNC群，来源于首次发现这块陨石的地方:印度的谢尔戈蒂、埃及的纳赫拉和法国的恰西尼。[编辑此段]人生轨迹
“艾伦-希尔斯84001”是一种辉石球晶，属于直接辉石，由98%的粗粒斜方辉石和陨长石、橄榄石、铬铁矿、二硫化铁、碳酸盐和页硅酸盐组成。通过同位素方法和对宇宙射线影响的研究，科学家认为“艾伦-希尔斯84001”陨石的历史可以追溯到火星形成时的45亿年，它从火星表面脱落后，在太空中漂流了13万年至16万年，从它降落到地球至今已有1年。
通过对这块陨石超过10年的研究，科学家们在陨石中发现了一些与生命密切相关的痕迹:碳酸盐颗粒、多环芳烃(PAHs)和微型磁铁矿晶体的存在，并由此推断至少在13亿至36亿年前火星上很可能存在生命形式。
首先，科学家排除了陨石中的痕迹被地球生物污染的可能性。PAHs有机分子存在于“艾伦-希尔斯84001”陨石中，其密度远高于南极冰中的多环芳烃。其他南极陨石没有多环芳烃，即使是人为污染也只会出现在表面，而与这些多环芳烃相关的碳酸盐形成于36亿年前，说明有机分子并不是星际旅行时附着在陨石上的，它们不会来自地球，而是来自火星。科学家分析，这种相对简单的多环芳烃有机分子可能是古代火星微生物衰变的产物。它们由液体(可能是水)携带，并在碳酸盐颗粒形成时被拦截。
其次，科学家分析了火星上可能曾经有水的证据。科学家在“艾伦-希尔斯84001”陨石的新鲜断裂面上发现的扁圆形碳酸盐就像一个被压扁的球，直径为20毫米至50毫米，由于碳酸盐是一种遇水结晶的无机物，科学家认为火星水可能是通过火星岩石中的这些裂缝渗透进来的。这颗红色星球过去可能有适合生命存在的条件。
最后，科学家发现了微型磁铁矿晶体，这被认为是由火星细菌产生的。火星陨石的碳酸盐球粒富含菱镁矿、菱铁矿及少量碳酸钙、碳酸锰和磷灰石。外面是富铁富镁夹层分布的边缘。富铁环带边缘主要由磁铁矿和二硫化铁晶体组成，单边长度为10n m ~ 100nm。通过高分辨率透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)结合能量色散光谱对样品的分析表明，这些矿石晶体的大小、纯度、形态和晶体结构与地球上细菌产生的晶体相同。
有一种趋磁细菌主要分布在土壤、湖泊和海洋污泥中，它产生一些微小的磁铁矿晶体，每个晶体只有50纳米到100纳米，其纯度高于无机作用形成的天然磁铁矿。趋磁细菌会将10到20个微型磁铁矿晶体排成一条链，像指南针一样利用地球磁场感知方向，然后靠鞭毛游向最有利的微氧环境。因此，这种微磁铁矿晶体就像是生命的标志。科学家在“艾伦-希尔斯84001”陨石中发现的微磁铁矿晶体大小也在40纳米至60纳米之间，部分磁铁矿晶体呈链状排列。因此，科学家认为这是关于火星上生命痕迹的最有说服力的证据。[编辑此段]研究争论自从1996宣布这颗火星陨石可能存在生命痕迹以来，关于这项研究的科学争论就从未停止过。各种赞成和反对的意见激烈碰撞，争论的焦点主要集中在碳酸盐球体的形成温度和微磁体晶体的起源上。反对的科学家认为“艾伦-希尔斯84001”陨石的各种特征可以是非生物的。他们进行了多次实验，证明碳酸盐颗粒等一系列结构是在高温下产生的，从而推翻了所有关于火星上存在生命的猜测，因为与地球上的生命相比，火星上的生命无法在高温下存活。得到支持的科学家利用氧硫同位素分析和碳酸盐年代测定来解释低温下碳酸盐形成的可能性和火星上存在生命的可能性。
最近，美国国家航空航天局科学家的最新研究成果只是想表明，热分解假说无法解释“艾伦-希尔斯84001”陨石中大部分磁铁矿晶体的成因，加热陨石成分的方法无法生成微磁铁晶体。科学家解释说，纯菱铁矿加热后可以转化为纯磁铁矿，而“艾伦-希尔斯84001”中含有碳酸盐嵌入的纯磁铁矿，但没有纯菱铁矿，也从未存在过。科学家认为“艾伦-希尔斯84001”中的磁铁矿并非来自碳酸盐，而是来自另一个过程。与地球上的现象相比，大多数与“艾伦-希尔斯84001”陨石中的磁铁矿晶体成分相同的磁铁矿晶体都是由超磁细菌制成的，因此通过生物模型获得是可行的。科学家利用最新的高分辨率电子显微镜获得的新分析表明，“艾伦-希尔斯84001”陨石的磁铁矿晶体结构中约有25%是由细菌形成的。
虽然关于陨石上是否存在火星生命痕迹的争论仍在继续，但对陨石“艾伦-希尔斯84001”的研究目前还不能让我们了解更多关于火星生命的秘密，但越来越多的证据表明，这个来自火星的样本具有巨大的科研价值。根据科学家的分析，在“艾伦-希尔斯84001”陨石中形成碳酸盐球时，火星上的温度可能是0℃到80℃，而不是生物无法存在的700℃。如果古代火星上存在生命，那么今天火星上很可能还存在生命。火星环境的变化不一定会杀死所有地下微生物。在这方面，地球上微生物抵抗恶劣环境的例子，可以给火星上生命依然存在的猜测带来一丝希望。[编辑此段]继续探索火星的任务。火星上存在生命的可能性总是如此令人兴奋，但没有单一证据令人信服地证实外星生命的存在。仅凭一块落在地球上的石头来解释火星上有生命，似乎有点单薄。因此，近年来，人们发射了多颗探测器登陆火星，寻找新的证据。然而，他们的观测和科学家的研究至今没有给人们一个满意的答案，反而带来了更多的疑问，引起了人们对火星更大的兴趣。
首先是火星上有水。2008年7月31日，美国国家航空航天局的“凤凰”号火星探测器在加热火星上的土壤样本时，识别出了水蒸气的生成，从而证实了火星上水的存在。科学家分析，火星极地地区的二氧化碳冰层下可能存在水冰。最近也有报道称，火星上的水可能以泥浆的形式存在。
其次，火星上发现了甲烷。2009年6月5438+10月65438+5月，美国国家航空航天局科学家发现火星表面有一层由甲烷气体形成的薄雾。2004年，欧洲航天局的“火星快车”探测器也在火星上发现了甲烷的迹象。科学家认为甲烷气体可能是生活在火星表面数千米以下的微生物产生的，那里的温度可能保证了液态水的存在。甚至有人认为，这些“火星生命”今天一定还活着，否则火星大气中就不会有持续不断的甲烷。
为了找到答案，世界各国都计划了探索火星的项目。美国国家航空航天局发射的“火星科学实验室”计划预计在2012年夏天登陆火星。其主要任务是查明过去和现在是否存在微生物等生命迹象。多次被推迟的欧洲火星生命探索计划“ExoMars”将在登陆火星的探测器上搭载一个“漫游”机器人，携带一系列用于研究宇宙生物学的仪器，目的是探测火星上可能存在的生命。另一方面，2009年7月，俄罗斯成功完成代号为“火星-500”的载人航天地面模拟二期实验，历时105天，向人类登陆火星又迈进了一步。
追寻着水、碳、生存环境、生命信号的痕迹，人类正一步步向火星靠近。展望未来，火星地下将成为新的探索热点，但继续探索火星的任务仍将围绕“火星生命”展开。