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水与火星的缠绵

2004-04-26 13:57 作者:鲁伊 2004年第14期
谁能真正解答这个纠缠了地球人一个多世纪的关于火星与水的问题

谁能真正解答这个纠缠了地球人一个多世纪的关于火星与水的问题

18世纪的法国大哲人爱尔维修讲过一个故事:一位本堂神父和一位多情夫人听人说,月亮里有人居住。他们相信这句话,于是两个人拿着望远镜,努力的观察月亮里的居民。夫人首先说:“要是我没有弄错的话,我看见了两个影子。他们互相依偎着,我觉得毫无疑问,这是一对幸福的情人……”神父却答道:“哎呀,太太,您真是。您瞧见的这两个影子是一座大礼拜堂里的两口钟!”

爱尔维修如果能够再多活一百年,故事里的月亮,说不定就会变成火星。从19世纪70年代起,火星和它上面的水便持续不断地挑逗着公众和科学家们的好奇心。而在不同的人那里,它们被演化成了不同的版本。随着NASA的火星漫游车“勇气号”和“机遇号”今年初先后登陆火星,问题似乎有了答案。

3个星期前,一向保守的NASA难得的玩了一次欲擒故纵的把戏。在其官方网站上,先是刊登了一个声明,宣布接下来的一天,将公布一条惊人的消息。当消息正式公布时,许多人的猜测都得到了证实:是的,“机遇号”火星漫游车发回的数据清楚地显示,位于其着陆点附近的陨石坑曾经在火星的远古时期被水浸透过。火星上确实曾经存在过液态水。

“迄今为止,在整个太阳系中,火星与地球的相似度或许是最大的……如果我们发现,在我们居住的星球上,极地是被冰山和雪所覆盖的,只有在被太阳照射之时才会部分融化,那么,我有充分的理由猜想,同样的原因或许同样的作用于火星星球上。”早在1784年,火星观测的先驱赫谢尔(Friedrich Wilhelm Herschel)就曾经做出过这样的猜测。两百年后,NASA的火星探测器证实了这个猜测。根据2001年“火星奥德赛”探测器发回的数据,在火星的两极,与火星土壤相混合的冰层可能厚达18英寸。

讲述火星上的水的故事并不总是这么精确。最著名也是最臭名昭著的例子是“火星运河”的故事。它为科幻小说作家提供了极好的素材,但却在许多年中误导了火星研究的方向。

1877年的秋天,当火星接近地球之时,意大利天文学家乔万尼·史基帕洛里(Giovanni Schiapparelli)将一架8.6英寸口径的折射望远镜对准了火星。最开始的时候,他并没打算对火星进行一系列的观测活动,只是为了检验一下这个望远镜是否可以被用来观测行星表面。

不过,在把自己的观测结果与此前出版的火星地图比对时,史基帕洛里发现了许多彼此不符之处。于是,从1877年9月12日开始,为了绘制一幅新的火星地图,史基帕洛里开始更仔细的观测火星。

史基帕洛里是个先天性红绿色盲,但这个缺陷却让他对一些细节拥有远超常人的辨察力。他绘出的火星地图是历史上凭肉眼绘出的最精确的火星表面地图,只有后来根据火星探测器收集到的数据绘出的火星地图能够超出它。

1877年10月份的时候,曾经有那么两三次,当火星大气的活动相对平静时,史基帕洛里观测到,在火星表面上,存在一些细小的条纹。他在观测报告中将这些条纹称为canali。在意大利文中,这个词可以指天然的沟渠或河道——英文中的channel,也可以指人工开凿的运河——canal。从史基帕洛里在文中经常把fiume(河流)当成canali的同义词来看,他显然指的是canali的第一个意思。但当观测报告和他绘制的火星地图译成英文时,不知何故,canali却被翻成了canal。

因为史基帕洛里是当时小有名气的天文学家,他的关于“火星运河”的发现,自然在公众中引起了极大的轰动。许多此前一直宣称火星上存在智慧生命的人,也借此找到了自己的理论依据。

在史基帕洛里之后,许多天文学家也先后报告观测到了火星上的运河。但在1894年10月20日,随着作为业余天文学爱好者的波士顿富商帕西瓦尔·洛维尔(Percival Lowell)开始涉足火星观测领域,关于火星运河的讨论进入了一个新的时期。

在阅读了史基帕洛里的观测笔记后,洛维尔相信,这些运河是火星人为了从火星两极引水到赤道地区灌溉庄稼而修建的。为了证实自己的观点,洛维尔自费修建了一个私人天文台,并在此后的20多年中,用拍摄到的数千张火星照片绘出一幅标有500多条运河的火星表面图。他设想的这个火星人战天斗地的场景直接为威尔斯1898年著名的科幻小说《大战火星人》(The War of the Worlds)提供了灵感。

虽然一直有天文学家指出,在火星那样恶劣的自然环境中,这些运河不出100里就会干涸断流。但直到20世纪60年代,NASA的水手4号探测飞船飞越火星时拍下的照片才最终证实,所谓的火星运河根本不存在,它们只是一些沙丘和陨石坑而已。

火星运河固然是以讹传讹的妄言,但在这颗红色的星球上,却的确可能曾经存在着江河湖海。3月23日,“机遇号”的项目科学家对外宣布,通过分析拍摄下的岩层图片,“机遇号”目前所在的地方,很可能是一片远古的水面。

在此以前,虽然已经有可靠的证据显示,这个直径约70英尺的陨石坑在远古时期曾经被水浸透过。但是,科学家们并不能分辨这些水是从火星地壳渗出的地下水,还是以湖或海的形式存在于火星表面的地上水。

从那时起,项目科学家们开始操纵“机遇号”接近一块被戏称为“最后机会”的火星岩。因为在“机遇号”爬出深约9英尺的陨石坑之前,这可能是他们证明火星表面存在流动的液态水的最后一次机会了。从来没有人尝试过这样的试验,而拍摄到的图像每幅都不过一张邮票大小。最后,项目科学家们必须耐心地把152张图片像马赛克一样拼接起来。

所有的努力都在图像完整地呈现于众人眼前的那一刻得到了补偿。遥远而富有传奇色彩的火星第一次让人们有了亲切如我们脚下地球的感觉。麻省理工学院的沉积学专家和项目小组成员约翰·葛洛钦戈(John Grotzinger)指出,岩层上的波纹显著有异于风形成的波纹,“当科德角的海水退潮之时,你就能在那里的砂岩上看到几乎一模一样的波纹”。这些波纹显示,至少曾经一度,今天寒冷干旱的火星是一个温暖而湿润,时见水波荡漾的星球。

通过分析,NASA的研究人员推测,“机遇号”检测的这块岩石,是由谷粒大小的沙砾在至少两英寸深的盐水缓慢流过时形成的沉积岩。虽然流动的水的发现并不意味着火星上可能存在生命,但倍受鼓舞的科学家已经开始大胆的想象。

项目首席调查员史蒂芬·斯奎尔斯指出,流动的水不仅为火星曾经适合生命栖居提供了更多的证据,而且还使生命证据的保存成为可能,因为许多生物的化石都能够借助沉积岩保存下来。“如果可能在火星上找到化石的话,这个直径70英尺的陨石坑或许是最佳的搜寻地点,”在华盛顿特区举行的新闻发布会上,NASA太空科学研究领域的首席助理爱德华·韦勒(Edward Weiler)兴奋地说。他还称,这个发现已经超出了科学家们“最大胆的预期”。

然而,这个在数百万英里之外做出的发现还不能回答许多问题。从获得的数据中,科学家们尚无法得知,这些流动的水存在于多久以前。他们也不确定,这片水面究竟是一个长期存在的海洋,还是只是一个周期性被海水淹没的盆地或平原。另外,虽然科学家们能够推算出当时的水流速度约为每小时1英里以上,但对于它流经的区域究竟有多大,依然是一无所知。

这些问题恐怕在未来很长的一段时间内都不会得到解答。从3月21日开始,“机遇号”已经翻越了这个陨石坑,开始向2200英尺外的另一个陨石坑“奋进”(Endeavor)前进。在那里,它可能会找到另外一些可以为火星上存在过流动的水提供佐证的火星岩。此外,尽管两个火星车尚有其他的探测任务需要完成,但NASA已经着手给他们增加新的任务,以求更充分地利用“机遇号”发现的这些证据。

虽然一些英国科学家在NASA的新闻发布会后指出,即使有流动的水存在,由于其他条件的限制,在火星上找到生命的希望也极其渺茫。但无论是NASA还是布什总统,似乎都没有被这盆不合时宜的凉水熄灭的热情。NASA已经计划在2013年将机器人送上火星,收集证据后再送回地球。而由布什亲自任命的委员会,也开始在全美国征求各个阶层对于美国人重返月球和登陆火星的建设性意见。或许,在火星上真正的水被找到之前,地球上的水已经先抵达了那里。

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