原标题：太空突破：火星上的盐水中可能存在类地生命

科学家对火星上化学物质的分析发现，好氧微生物，甚至是海绵等简单动物都可能存活于火星上可能存在的盐水中。

供图：NASA/JPL/MALIN SPACE SCIENCE SYSTEMS

撰文：MAYA WEI-HAAS 　　火星，似乎不适合我们熟知的任何一种生物生存。它的表面被强烈的辐射所笼罩。截至目前，科学家只确认火星表面寒冷的地方有水，而且水还是以冰和含水矿物的形式存在。此外，火星稀薄的大气层中几乎没有氧气。

不过，近日发表在《自然·地球科学》上的一项新研究表明，火星表面可能存在的盐水，或许能够吸收足够的溶解氧，从而支持我们熟知的微生物存在。在某些特殊情况下，甚至有些元素能够吸收足够多的氧气，足以支持海绵等好氧动物。

这一推论并不能确切证明火星上一定有生命，因为科学家们甚至不能确定火星地表上或地表附近究竟有没有流动的液态水。但是，这项令人惊奇的研究暗示，现代火星的环境可能并没有我们想象的那样荒凉。

该研究论文的第一作者、美国宇航局喷气动力实验室的行星科学家及物理学家Vlada Stamenković说：“这是关于宜居性的问题，我们从未想过那样的环境能有那么多氧气。它完全颠覆了我们对如今火星上生命存在可能性的理解。”

氧化锰谜团

红色火星周围的大气层主要由二氧化碳组成，另有少量氮气和氩气。火星车及火星轨道探测器的测量表明，火星大气中仅有0.145%的氧气。科学家认为，这些氧气可能是阳光使一些二氧化碳分子分解后产生的。

尽管火星大气的氧气比例与地球大气的约21%相比可谓微不足道，但是，有了这点生命必需的氧气，也有可能发生一些奇特的事情。

2014年，研究人员兴奋地发现火星表面存在氧化锰。美国莱斯大学的行星地质学家Kirsten Siebach（未参与本研究）介绍，锰是一种很难氧化的金属，而且，与火星表面红色的氧化铁不一样，氧化锰的形成需要氧气或者微生物的存在。

此前，有研究者提出，氧化锰这种化合物的存在表明，远古的火星大气层中曾富含氧气。但是，Stamenković及其同事们的推论则截然不同。

氧气“拔河赛”

火星地表的平均温度为-67℃，因此不具备大量液态水存在的条件。截至目前，尚未确切发现火星上存在水洼，只发现地下深处存在水的迹象。不过，科学家认为，火星表面可能存在卤水，即含盐量非常高的水。

当把盐加入水中时，水的冰点温度会逐渐降低。因此，火星尘埃中广泛存在的镁钙高氯酸盐等盐，加入到火星的水冰之中，会使冰冻的水变成液体。

但是，盐会带来另一个问题：盐的含量越高，水能保留的氧气就越少。与此同时，水的温度越低，它所能溶解的氧气就越多。这就像是一场拔河比赛，盐分将溶解的氧气推出去，而低温则把氧气拉进来。为了弄清哪一方能获胜，研究人员建立了数学模型。

他们构建的模型，测试了6种盐。这些盐能够使水在-133℃到26℃之间保持液态。该模型还考虑了火星表面多个位置的平均气压。

令人目瞪口呆的液体

根据模型的分析结果，假想的几种卤水虽然比纯水的冰点低，但能溶解更多的氧气，供需要氧气的微生物繁衍。此外，他们用高氯酸盐做的最好结果显示，盐水中能溶解足够的氧气，足以支持海绵等复杂生物的生存。（与之相似的是，木卫二冰层之下的水含有的氧气可能足以支持鱼类大小的生命存活。）

该团队还计算了“最坏的”情形，为该模型所计算的因素提供了些许回旋余地。即便如此，盐溶液仍能含有足够的氧气，支持基本的微生物生存。

Stamenković说团队最初的反应是：“我们都惊呆了！我在不同时间分别又把计算了5遍，确定这是真的。”

现在火星上盐水中的氧气浓度，比23.5亿年前地球微生物向大气层呼出氧气、地球生灵开始繁盛时还要高。而且，火星上氧气的这一浓度可能已经持续了几百万年。

美国华盛顿大学的海洋生物学家Jodi Young（未参与本研究）说，这么咸的溶液“是生物体生长的温床”。她解释说，在地球上，冰冷的含氧盐水存在于海冰上的裂纹中，其中能发现许多种生物。

可能正是水中溶解的氧气，使火星上氧化锰在大气中氧气稀缺的情况下得以形成。“我们的解释不需要任何特别的魔法，因为火星上现在就在上演这一过程。”Stamenković说道。

美国莱斯大学的行星地质学家Kirsten Siebach认为该研究的理念很巧妙，但她也警告称，几十亿年前火星大气中存在相似浓度的氧气，才能形成我们所看到的某些古老氧化物。

她指出：“很难确定这个时间点有多么久远。”

隐秘的宜居水洼

当然，在对现代火星微生物兴奋之前，科学家们首先需要确认火星上现在究竟是否存在一汪汪液态水。

“我们科学界一直在这个问题上反反复复。”Siebach大笑着说道。她说，这类水洼应该会很小，可能只会在白天的某些时段，或者特定的季节才会出现。

她指出，即使科学家确实鉴别出了可能宜居的环境，他们也不能急匆匆地冲过去。含氧量最高的液体坑内存在于火星两极，而在那样寒冷的环境中，甚至火星车都无法正常运转。此外，研究者应该想出办法避免地球微生物对火星造成污染。

Siebach说：“如果我们认为地球生命能在那样的盐水中存活，那我们恰恰要更谨慎地接近这种盐水。”不过，这项新研究成果让人不禁期待，人类可能会在不久的将来发现火星上存在某种活的东西。

Stamenković说：“在地球上，氧气是进化的一大驱动力。”因此，火星上氧气的存在也可能让生命在原本不宜居的地方繁荣起来。

他说：“我们还没有头绪，但它给了我前进和探索的希望。”

（译者：Mike-gao） 本文内容为国家地理中文网原创或者授权编译，未经正式书面授权不得以任何形式转载或使用。