地球物理学研究杂志:行星

地球物理学研究杂志:行星

一个团队发现，火星上可能存在有机盐。就像古代陶器的碎片一样，这些盐是有机化合物的化学残留物，就像美国宇航局的好奇号探测器之前探测到的那样。火星上的有机化合物和盐可能是地质作用形成的，也可能是古代微生物生命的残余。

除了为火星上曾经存在有机物的观点提供更多证据之外，直接探测有机盐也可以支持现代火星的可居住性，因为在地球上，一些有机体可以利用有机盐，如草酸盐和醋酸盐来获取能量。

“如果我们确定火星上有有机盐集中的地方,我们要进一步调查这些地区,和理想钻更深的表面下,有机物可以更好地保存下来,”詹姆斯·m·t·刘易斯说,有机地球化学的研究,3月30日发表在地球物理学研究杂志:行星。刘易斯在马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心工作。

刘易斯的实验室实验和“火星样本分析”(SAM)的数据分析间接表明了有机盐的存在。“火星样本分析”是“好奇号”腹部的一个便携式化学实验室。但是在火星上直接识别它们很难用像SAM这样的仪器来完成，SAM会加热火星土壤和岩石，释放出气体来显示这些样本的成分。挑战在于，加热有机盐只会产生简单的气体，这些气体可以被火星土壤中的其他成分释放出来。

然而，刘易斯和他的团队提出，另一种“好奇号”仪器使用不同的技术来观察火星土壤，即化学和矿物学仪器，简称CheMin，可以检测到某些有机盐，如果它们存在足够的量。到目前为止，CheMin还没有检测到有机盐。

找到有机分子，或者它们的有机盐残留物，对于美国宇航局寻找其他星球上的生命至关重要。但在火星表面，这是一项具有挑战性的任务，数十亿年的辐射已经抹去或分解了有机物质。就像考古学家挖掘陶器一样，“好奇号”收集火星上的土壤和岩石，其中可能含有有机化合物的小块，然后SAM和其他仪器确定它们的化学结构。

利用好奇号传回地球的数据，刘易斯和他的团队等科学家试图将这些破碎的有机碎片拼凑起来。他们的目标是推断出它们曾经属于哪种类型的大分子，以及这些分子可以揭示火星上的古代环境和潜在生物。

“我们正试图解开数十亿年的有机化学过程，”刘易斯说，“在有机记录中可能有终极大奖:火星上曾经存在生命的证据。”

虽然一些专家几十年来一直预测火星上保存着古老的有机化合物，但“好奇号”的SAM实验证实了这一点。例如，2018年，美国国家航空航天局戈达德太空生物学家詹妮弗·l·埃杰布洛德(Jennifer L. Eigenbrode)领导了一支由“好奇号”任务科学家组成的国际团队，报告称，他们发现了无数含有我们所知的生命必需元素碳的分子。科学家们认为大多数含碳分子都是“有机分子”。

埃杰布洛德说:“我们在地表发现的30亿年岩石中保存着有机物，这是一个非常有希望的迹象，表明我们可能能够从地表下保存得更好的样本中获取更多信息。”她和刘易斯一起做了这项新研究。

几十年前，科学家预测火星上的有机化合物可能会分解成盐。他们认为，这些盐比那些与生物功能相关的大而复杂的分子更有可能存留在火星表面。

如果火星样品中存在有机盐，刘易斯和他的团队想要弄清楚在SAM的烤箱中被加热是如何影响他们释放的气体类型的。SAM的工作原理是将样品加热到1800华氏度(1000摄氏度)以上。热量使分子分解，释放出一些气体。不同的分子在特定的温度下释放不同的气体;因此，通过观察哪个温度释放出哪个气体，科学家可以推断出样品是由什么组成的。

“当加热火星样本,有许多矿物质和有机物之间的交互,可以使它更加难以得出结论从我们的实验中,我们的工作做的是试图拆散这些交互以便科学家在火星上做分析可以使用这一信息,”刘易斯说。

刘易斯分析了一系列有机盐与惰性硅粉混合，以复制火星岩石。他还研究了在二氧化硅混合物中加入高氯酸盐的影响。高氯酸盐是一种含有氯和氧的盐，在火星上很常见。科学家们一直担心他们会干扰寻找有机物迹象的实验。

事实上，研究人员发现高氯酸盐确实干扰了他们的实验，并且他们指出了干扰的原因。但他们也发现，与没有高氯酸盐的情况相比，他们从含有高氯酸盐的样本中收集的结果更符合SAM的数据，这支持了火星上存在有机盐的可能性。

此外，刘易斯和他的团队报告说，“好奇号”的仪器CheMin可以检测到有机盐。为了确定一个样品的成分，CheMin向它发射x射线，并测量x射线对探测器的衍射角度。

随着好奇号进入盖尔环形山夏普山的新区域，“好奇号”的SAM和CheMin团队将继续寻找有机盐的信号。

很快，科学家们也将有机会研究火星表面下保存得更好的土壤。欧洲航天局(European Space Agency)即将推出的ExoMars漫球车(ExoMars rover)将携带戈达德(Goddard)仪器，分析火星更深层次的化学成分。该漫球车的装备可以下钻6.5英尺(约合2米)。美国宇航局的“毅力”号火星车没有可以探测有机盐的仪器，但它正在收集样本，以便将来返回地球时使用精密的实验室机器寻找有机化合物。

哪些迹象或许能够证明，月球其实是高级文明刻意安排的？

月球是距离地球最近的天体，同时也是人类迄今为止唯一登陆过的天体。而人类对月球的兴趣可并不是现代才产生的，早在几万年前的史前时代，远古人类们就将月球的形象刻在了岩壁上，并毫不掩饰地对它进行崇拜。

到了古代，月球又变成了文人骚客托物言志的对象，一篇篇动人的诗词伴随着柔和的月光被洒向世界各地。

或许是因为几乎每天都能在夜空中看到月球，所以许多人对月球早已经失去了兴趣，但其实月球还隐藏了许多现代科学无法解释的秘密。

首先是月球的起源问题。即便人类在半个多世纪以前就已经登上了月球，但月球的起源其实一直是个谜。目前有三种被人们普遍接受的起源假说。

首先是“捕获说”。部分科学家认为，月球是原本和地球并无瓜葛，只是一个在太阳系流浪的天体。直到某一天它到达了地球附近，被地球强大的引力所捕获，成为了地球的卫星。

第二个假说是“同源说”。顾名思义，同源说认为地球和月球原本是一体的，由于早期地球自转速度极快，部分物质被抛到了太空，成为了我们今天看到的月球。

最后一个则是“碰撞说”，这个假说是目前认可人数最多的起源假说。该假说认为，在地球刚形成不久，一颗和火星体积差不多的天体“忒伊亚”撞击了地球，撞击脱落的物质在地球引力的作用下聚集在了一起，最终形成了月球。

需要注意的是，虽然“碰撞说”认可的人数最多同时传播的也最广，但它目前仍然只是一种假说，并不是最终的定论，因为随着人类对月球研究越来越深入，月球的起源问题也越来越扑朔迷离，每种假说都有无法解释的严重“漏洞”。

其实除了以上三种主流假说以外，月球起源还有一种让人细思极恐的假说——“月球太空船理论”(The Spaceship Moon Theory)。

这个理论是上个世纪七十年代，由苏联科学院的瓦辛（Michael Vasin）和谢尔巴科夫 （Alexander Shcherbakov）所提出。

他们认为月球并不是自然形成的自然天体，而是一个外星文明建造的宇宙飞船，它内部是空心的。

之所以会有这种怀疑，是因为阿波罗计划中科学家们测得月球的整体密度很小，并且通过月震仪还发现其内部具有阻尼现象，这意味着它的内部可能并不是实心的。

可能你会觉得这个怀疑有些荒谬，但许多科学家都曾对该推测表示过认可，比如诺贝尔奖获得者哈罗德·尤里，他曾在1953年完成了生命起源的经典实验——米勒-尤里实验。

去年，《地球物理学研究杂志：行星 》中刊载的一篇论文，似乎再次说明科学家的怀疑或许是对的。

因为罗德岛布朗大学的研究团队发现，不论撞击月球的陨石有多大，撞击坑的深度最多也就2万米左右。

研究团队建立的模拟显示，一个直径约1千米的陨石撞击月表，破碎范围大约在40千米左右，深度在20千米左右。而一个直径在10千米的陨石撞击月表，破碎深度同样在20千米左右，可范围会扩展到300千米左右。

要知道根据之前的研究，月球因为没有大气层的保护，地壳早已经在几十亿年的持续撞击中崩溃，根本没有足够的硬度抵御陨石的撞击，而这奇怪现象的出现，是不是意味着2万米深的地层下有坚固的金属层呢？

如果真的有这层金属层的存在，那么完全可以说月球是人造的比自然形成的更加合理，毕竟人类还没有在宇宙中发现类似的现象。

有意思的是，我国史书中的一则记载，或许也能成为月球是飞行器的证明。金史卷二十志第一天文卷中记载，在公元1133年6月15日，月球突然脱离了平日运行的轨道开始向南方飞，但不一会它就回来了。

我们虽然不知道月球在那天晚上为什么会脱离轨道向南飞，但从这个记载中我们能够知道，月球在某些情况下是可以离开当前位置的。如果说它真的是一个普通的天体，相信应该不会具有这样的能力。

可如果我们假设月球真的是一艘飞船，它为什么要在地球附近呢？其实答案已经呼之欲出——为了地球能孕育生命。

通过对月球的研究科学家们发现，月球除了帮助地球抵御了极少部分陨石的撞击之外，对生命的孕育和演化也起到了不可替代的作用。

通过诸多计算机模拟显示，如果地球最开始就没有月球，那么孕育生命的概率将降低80%以上。而即便出现了生命，它们演化的时间也会被极大地延缓，甚至可能现在还没有走出海洋。

为什么会这样呢？其实主要是因为月球能够稳定地球的自转轴，从而使得地球的气候环境相对稳定。

反之，若没有月球稳定地球自转倾斜角，倾斜角将会以百万年为周期，在0°~50°之间来回变化，这会导致地球气候跟着大幅度变化，无法给生命提供安全稳定的环境，以至于科学家现在在宇宙中寻找生命星球时，有没有卫星、卫星的运行是否稳定，都是非常重要的参考指标。

总的来说，月球究竟是不是故意放置在地球旁的“生命催化器”，又究竟是不是高级文明的刻意安排，还有待进一步的研究和证明，而我们现在能够确定的是，这颗距离地球最近的天体，还有许多秘密等着人类去探寻。

金星或曾宜居 大规模火山喷发改变了它

近日，美国国家航空航天局戈达德空间研究所的迈克尔·韦和安东尼·德尔·杰尼奥共同提出了一套金星演化框架，这套框架整合了多种地形特征以及不同日照情况。相关论文发表于《地球物理学研究杂志：行星》杂志。该研究表明了金星在演变为如今极端的“地狱模式”前，如何在近30亿年的 历史 中保持着宜居的环境。

很多科学家推测，一开始金星就处于极度干燥的状态，从未出现过液态水。在太阳系刚刚形成时（大约45亿年前），金星已经是距离太阳第二近的行星，它所接收的太阳光足以使任何气态水都消散在太空中；此外，宇宙辐射也会阻碍生命的形成，就像早期地球的情况一样。迈克尔·韦解释说，如果没有出现其他因素缓解这些问题，“什么都无法存在”。而他和杰尼奥认为，确实可能存在一个这样的因素——一片巨大的云层，这种云层是在行星演化的早期生成的。

与地球不同，金星不是每24小时自转一周，它绕自轴旋转一周需要243个地球日，极为漫长。另外，它绕太阳公转的时间也和自转时长类似，为225个地球日。因此，金星的一面长期暴露于阳光下，另一面则处于漫长的黑夜中。厚重的大气层能轻松地将热量从日间的一面传到夜晚的一面，以此维持星球的温度。但在此次研究模型中，向阳面出现了一片巨大的云层，它充当了阳光的防护盾，反射了阳光，还将气温冷却到足以生成液态水的程度。

很多研究人员都考虑过金星一度十分宜居的想法。新发布的模型虽然也表明金星曾经十分宜居，但却与传统理论不同，研究人员认为金星可能是经过一系列的演变，才沦为今天我们所见的“地狱熔炉”。

此次研究人员提出了一种机制。通过对比远古地球的情况，我们或许能更好地理解这一机制。大约在2.5亿年前，地球上的地壳出现了很深的裂痕，地下的岩浆涌出地表并向大气释放了大量二氧化碳气体。96%的海洋生物以及70%的陆生生物死于这次史上最大规模的灭绝事件。在随后100万年的时间里，火山爆发吐出了至少10万立方千米的熔岩。

尽管在地球上并没有多个喷发事件同时发生的情况。不过，科学家认为多场巨型火山喷发事件没理由不能同时发生。如果这件事发生在金星上，释放出的二氧化碳将把这颗星球变为炎炎地狱。

研究人员认为，正是如此大规模的火山持续喷发，才使金星表面覆盖了大量火山岩，变成如今的模样。

但也有许多科学家认为，金星从来都不适宜生物生存。有科学家表示，直到 探索 金星的飞船返航前，我们都可以用模型来做研究。但仅仅靠模拟结果并不能论证什么，因为我们必须对模型的结果进行验证。

美国莱斯大学地球物理学家阿德里安·列那迪奇表示，如果这种情景是成立的，则说明类似金星的星球实际上存在孕育生命的潜力，我们在搜寻的过程中不能忽略它们。（据《环球科学》）

探测器传回数据，火星含水量或相当惊人？火星城市建造计划揭晓

虽然人类目前还没实现载人登陆火星，但在过去几十年时间内，人类已经有很多探测器 探索 火星，从这些探测器传回的画面，我们还是可以看得到火星表面的景象。水手4号探测器是第一个成功飞越火星的探测器，它传回了首批火星表面的画面，这些画面让很多科学家感到很失望，火星并不是我们想象中的那么美好，火星表面极为荒凉、干旱，到处充满了砂砾、碎石，就像地球的一些沙漠地区、戈壁滩地区。

虽然火星看起来极为荒凉，在几十亿年前的火星却是一个潮湿的“水世界”，表面有液态水、液态湖泊，之前的探测器传回的数据已经证明了这一点。既然在远古时代的火星曾经很潮湿，那火星的水去哪里了？

据发布在《地球物理学研究杂志：行星》的科学报告指出，科学家在研究“火星快车”探测器传回的数据发现，当火星的气候出现季节性的变化时，火星的风暴天气会将尘埃、污垢以及水蒸气带到火星大气中，这些水蒸气会在大气中消失。这一个发现表明，火星虽然依旧存在水，但这些水仍会通过水蒸气的形式从火星表面剥离。这可能是在过去几十亿年时间内火星流失大量水分的原因之一。

在另一项研究中，科学家也向我们展示了火星水分消失的其它机制。除了有一部分水分会逃逸到外太空中，还有大量的水分被“锁”在火星的内部。发布在《科学》杂志的科学报告指出，远古时代的火星曾经也有液态水，但在大约37亿至41亿年前，火星大部分的水都流失了。而这些水的流失，并不是全部逃逸到外太空中，而大约相当于半个大西洋的水有可能已经被埋藏在火星的地下。这些埋藏在火星地下的水与各种矿物质相互作用、融合到一起。由于这些水合矿物质在吸收水分后能够将其锁住，只有在加热到100 以上的情况下，这些水分才会释放出来。而火星本身的气温比较低，所以在自然状态下这些水分的流失速度很慢。

除了在火星地下可能还埋藏大量水资源外，科学家还发现在火星的南北极及其他一些地方都有大量以冰块形式冻结的水。

火星作为太阳系内除地球外另一颗处于宜居地带的类地行星，与地球存在很多相似之处，所以很多人也认为未来人类不仅能够实现载人登陆火星，甚至可能会实现火星移民，人类踏上火星表面，只是时间的问题而已。而当我们人类要移民火星之前，需要做好很多准备工作，其中一个就是要在火星打造栖息地。

目前我们已经可以看到不少关于火星城市的构想，除了SpaceX公司的火星城市计划外，ABIBOO建筑工作室也揭晓了他们首个“火星可持续城市”计划。这一个计划中，首都是一座垂直城市，它将拥有住宅、办公室和绿地，这些建筑物都建在火星的悬崖边上，以起到保护居民免受大气压和辐射影响的作用。在这一个火星城市内，生活所需的氧气主要由植物的光合作用，90%的食物来自植物，能量则来自太阳能电池板。按照设想，这一个火星城市项目将会在2054年开工，在2100年建成。

虽然和我们之前看到的火星城市有点区别，当这些火星城市的最终目标都是要在火星表面实现自给自足，即在火星表面生产所需的各种物资，而不是从地球运输这些物质到火星。毕竟地球与火星的距离比较遥远，从地球补给火星城市，不具有经济性、可行性。