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NASA科学家:40多年前 人类已在火星发现生命(组图)

新闻来源: 环球科学 于2019-10-12 12:48:18  提示:新闻观点不代表本网立场



NASA海盗号的艺术概念图

我们知道,人类至今尚未发现地外生命存在的直接证据,但美国航空航天局(NASA)的吉尔伯特·莱文(Gilbert V. Levin)却不这么认为。

莱文是上世纪70年代NASA“海盗号”火星探测任务中,一项搜寻生命的试验的项目负责人。为了寻找生命活动,这项名为“标记释放”(Labeled Release,简称LR)的试验在火星上收集土壤样本后,让样本与营养物质接触,以检测二氧化碳、甲烷等代谢产物。而这项试验,也的确取得了阳性结果。但是,由于同期的试验没有探测到有机物,人们通常将LR试验的结果看作无机物反应。

不过,40多年后,莱文依旧坚持认为,海盗号已经找到了火星有微生物存在的证据。今天,莱文在科学美国人网站撰文,讲述了他的观点。博文的全文翻译如下:

现在,人类可以追溯宇宙可能的起源、掌握了自然是如何掌控天体的演化、运动以及可能的最终命运。但与此同时,没有任何被广泛接受的信息告诉我们,在地球之外是否有其他生命,我们是否如英国诗人塞缪尔·柯勒律治(Samuel Coleridge)在《古舟子咏》(The Rime of theAncientMariner)中所言:“孤独啊孤独,我独自一人在那辽阔无际的海面!”

对于这个问题,人类仅仅进行过一次直接的探索,而我很幸运地参与了这次历史性的冒险。这就是1976年NASA“海盗号”火星探测任务中的标签释放(Labeled Release)试验。

1976年7月30日,LR试验传回了首批数据。令人惊讶的是,结果是阳性的。随后试验继续开展,从两台海盗号火星车释放的5组相距6000多千米的LR装置中,我们看到了4个阳性的结果。这些数据曲线与地球土壤的LR试验结果相似,代表着微生物正在这颗红色的行星上呼吸。看上去,这个关于生命的终极问题终于被解决了。

但是,海盗号的分子分析试验在寻找有机物时却遭遇了失败。由于有机物是生命出现的必要条件,因此NASA最终向公众宣布,LR试验发现了“与生命类似”的物质,而不是生命本身。令人困惑的是,在此后的43年中,NASA发射了一系列火星探测任务,试图寻找宜居的环境、甚至将样本带回地球做生物检测,但却从未在火星车上再次装配生命探测装置。就这样,海盗号的积极信号没能再进一步。



吉尔伯特·莱文

NASA仍将搜寻地外生命视作优先级最高的任务之一。现在,美国正计划将宇航员送往火星。任何可能存在的火星生命,对宇航员来说都可能成为威胁;同样,当他们返回地球,也将威胁带给了我们。因此,火星生命是当前的核心议题。

找到火星上的生命看上去希望渺茫,但另一方面,如果火星完全不存在生命,那将是一个奇迹。NASA科学家克里斯·麦凯(Chris McKay)曾经表示,在几十亿年中,火星与地球一直在“交换唾沫”:无论火星还是地球,如果被小行星或较大的陨石击中,一些物质会被抛射到太空中。其中一小部分,会刚好落在另一颗行星上。而一些微生物,可能搭了次便车,降落在近邻行星上。大量实验室工作已经证实,一些地球微生物可以在火星环境中生存。甚至有报道称,在国际空间站外的太空环境中,也有微生物存在。

NASA对于开展直接的微生物搜寻试验的保守态度,其实忽略了路易斯·巴斯德(Louis Pasteur)在1864年完成的鹅颈瓶试验是多么简单。他用微生物污染了经过高温消毒的肉汤后,汤中出现了气泡——这是微生物呼吸产生的气体。而在微生物参与之前,气泡从未出现过。根据这个简单而优雅的试验的原理,用现代的微生物营养液取代肉汤,就成了全球的卫生机构检测饮用水的手段,保护全球数十亿人免受微生物病原体侵袭。

这个标准测试,同样被火星上的LR试验使用。为了提升发现地外生命的几率,我们还在微生物营养液中另加了几种营养物质。这些营养物质都用放射性碳同位素做了标记(一旦被微生物摄入、代谢,就能留下印记)。因此,如果火星上存在低密度的微生物群落,这些高灵敏度的监测装置也能检测出来。类似于巴斯德试验的热控制可以判断标签上的是生物反应或者仅仅是化学反应。

海盗号的LR试验试图探测正在进行的代谢反应,这是一个非常简单、万无一失的微生物指示剂。从地表土壤到微生物培养皿,从实验室到极端自然条件下,这样的装置已经做了数千次测试,从未报道过任何假阳性或假阴性的结果。这有力地支持了LR火星数据的可靠性。

我在LR项目中的同事Patricia Ann Straat在近期的新书中透露了大量海盗号LR项目的科学细节。关于LR的科学论文也可以在我的个人主页上浏览。



海盗号火星车拍摄的画面

除了海盗号找到的火星生命的直接证据,海盗号、随后的火星任务和一些地球上的发现还发现了一系列指向火星生命的间接证据:

海盗号、火星探路者号、凤凰号和好奇号等火星车相继发现,火星的表层水足够维持微生物生存;

在岩石下方、屏蔽了紫外线的土壤样本在LR测试中也呈现阳性,这说明海盗号的LR反应不是紫外线引起的;

好奇号在火星上发现了复杂有机物,其中很可能包含生物成因的干酪根;

凤凰号和好奇号发现,尽管目前干旱贫瘠,但火星在远古时代可能拥有宜居的环境;

火星大气中的碳13/碳12比值较高,表明可能存在生命活动(生物会优先使用碳12);

火星大气中的CO2本应被太阳光中的紫外线分解成CO,但CO2持续再生,可能是微生物代谢所致;

地球上的微生物可以在国际空间站外生存;

火星大气中检测到了甲烷气体,而其来源可能是产甲烷的细菌;

火星大气中甲烷的迅速消失需要一个汇(储库),而在火星上,这个甲烷汇可能是与产甲烷细菌共生的甲烷氧化细菌;

甲烷自燃产生的“鬼火”,也在火星表面的视频中被记录下来;

有科学家称,在火星大气中找到表征生命活动的甲醛和氨气;

一项对LR阳性信号的独立的复杂度分析表明,信号是生物来源的;

好奇号在火星上发现了类似叠层石的大尺度结构,而叠层石是生命活动的产物。一项数据分析指出,上述结构是偶然形成的几率只有0.04%;

在火星上,没有发现对生命有害的因素。

总而言之,我们有:来自广泛使用的微生物测试的积极结果;LR试验的结果在两台海盗号火星车中多次得到重复;43年来,没有任何理论或试验能为LR试验的结果找到非生物的解释。

那么,认为火星不可能存在生命的证据有哪些?令人惊讶的是,一条都没有。而与此同时,实验室研究却指出,一些陆地微生物可以在火星上生存、成长。

NASA已经宣布,2020年的火星探测项目将不会包括生命探测。根据已有的科学协议,我认为应该尽可能地推动在下一次火星任务中,开展生命探测试验。我和合作者已经通过正式和非正式的形式提议,在火星车上携带将能够检测代谢产物手性的LR试验装置,以证实生命的存在。在非生物的化学反应,不会区分有机分子的手性,但所有的生物都会对手性予以区分。

此外,对手性的检测可以证实、延展海盗号的发现。它可以确定任何检测到的生命是与地球生命相似,还是另有起源。这本身也是一项重要的基础科学发现。一个小型、轻便的手性LR装置已经被设计出来,而且他很容易被改造成火星车的载荷。

与此同时,我希望一个科学家团队能重新审视所有与海盗号相关的证据,以及后续火星探测的证据。这个团队可能会得出与我一致的结论:海盗号的LR试验确实找到了生命。无论如何,这项研究为NASA寻找地外生命提供了重要的指导,这是不容忽视的。(翻译:吴非、石云雷)

注:本文仅为传达作者本人观点,不代表环球科学或科学美国人立场。

原文链接:

https://blogs.scientificamerican.com/observations/im-convinced-we-found-evidence-of-life-on-mars-in-the-1970s/
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评论人:hypnos [品衔R2☆][个人频道][个人动态] 发送时间: 2019年10月12日 12:54:38 回复
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