

火星是一个寒冷、干燥的地狱般的地方,但这并不意味着地球没有与之相似的一些更不适宜居住的特征。如果您冒险进入智利北部的阿塔卡马沙漠,您会发现这里是地球上最干燥的地方(南北极除外),年平均降雨量为 0.6 英寸——有些地方甚至更少。这使其成为火星一个不完美的但有用的类比,所以如果您需要一个地方来测试一辆旨在探索外星生命的探测车类似于红色星球的地方,那么阿塔卡马沙漠就是最佳选择。一个国际研究团队正在这样做,最近他们确实发掘出了一些意想不到的东西。
一辆负责在阿塔卡马沙漠测试一系列仪器的机器人探测车挖出了具有极其专业化和独特的微生物生命的地表以下土壤样本。根据周四发表在《微生物学前沿》杂志上的研究结果,这项研究是首次钻探到像阿塔卡马这样的极端沙漠土壤之下并回收样本进行生物学分析。此外,这是首次阐明生命适应此类环境的能力,并为我们可能在火星地表之下发现类似生命的迹象留下了可能性。
“这些结果预示着细菌生命可以耐受火星地表以下的条件,这令人感到乐观,”耶鲁-新加坡国立大学的研究员、新研究的合著者斯蒂芬·庞廷(Stephen Pointing)说道。“地球上没有地方像火星表面那样,[在那里] 表面有潜在致命的辐射水平和非常少量的液态水。火星上的一个夏日,赤道地区的温度可能会升至舒适的 20 摄氏度,但夜间会骤降至 -100 摄氏度。然而,就在地表之下,矿物质土壤和岩石提供了免受极端条件侵害的庇护所,那里存在生命栖息的可能性。”
地球上最像火星的土壤存在于阿塔卡马沙漠。它们干燥、贫瘠、且极度咸和碱性。这次试验性探测车任务的目的是测试钻探到地表之下以回收样本的可行性,然后可以对这些样本进行检查,以寻找火星上可能存在的“生物特征”,即生命曾经(或现在可能仍然)存在于火星上的化学迹象。
钻探并不容易。您必须确保能够向下钻得足够深以回收样本,同时又不损害任何生物特征的完整性。在我们向这颗红色星球派遣一辆全新的钻探机器人之前,我们希望确保它知道自己在做什么。因此,在 NASA 的“行星探索天体生物学科学与技术”项目的资助下,庞廷和他的同事于 2013 年将一辆探测车部署到阿塔卡马,以确定探测车获取的样本是否可以用来识别火星地表之下微生物生命的生物特征。
他们发现的结果完全出乎意料。试验性探测车收集的地表以下土壤样本确实含有细菌,它们能够生活在极度咸和碱性的土壤中。但更令人振奋的是,这些细菌群落分布在清晰的、分区的构造中——这是这些群落足够先进,能够以一种最有效利用有限资源的方式进行组织起来的一个重要标志。更深处,埋藏在地下 80 厘米处,研究小组发现,特定类别的细菌能够生存下来,因为它学会了如何代谢温室气体甲烷。
庞廷认为这些发现令人兴奋,因为细菌足够顽强,能够忍受阿塔卡马地表以下严酷的条件,足够专业,能够适应有限的资源和营养,并且足够进化,能够代谢甲烷,那么火星上的外星生命也可能做到了同样的事情。“这些细菌显然生活在适居性的极限,”他说。
在我们对未来火星探测车任务可能发掘出的东西感到过于兴奋之前,还有很多需要谨慎的地方。细菌群落的斑驳分布表明了一种“大海捞针”的场景,在这种情况下,我们只能随机钻探并希望能够偶然发现一些东西。更糟糕的是,含有地表以下细菌的土壤部分都显示出有相当近期有过水的迹象——据我们所知,火星大部分地区数十亿年来基本上都是干燥的。任何基于这些发现对火星生命进行的调查,都需要非常清楚地了解哪些地方最有可能最近适宜生命居住。
科罗拉多大学博尔得分校行星科学家布莱恩·海内克(Brian Hynek)没有参与这项研究,他认为这项研究对于我们真正了解火星宜居性历史所需的那些技术来说,是一个非常有用的概念验证。但他指出,这项调查收集到的生物质很少,而且在表面发现微生物生命与在土壤中发现微生物生命之间没有真正的相关性。“对我来说,”他警告说,“这项研究表明,我们在沙漠土壤环境中在火星浅层地表之下发现生命的几率相当低。”
此外,使用阿塔卡马沙漠来预测我们在火星上可能发现的东西的局限性怎么强调都不为过。“像所有类比一样,存在重要的差异,限制了研究结果在火星上的应用,”海内克说。它们为我们提供了一个起点,但阿塔卡马仍然远不及火星表面那样严酷。
尽管如此,这些发现也增进了我们对生命“总能找到出路”的普遍认识,引用我们主宰杰夫·高布林(Jeff Goldblum)在《侏罗纪公园》中的名言。如果它在地球上是可能的,那么它可能在很久以前更湿润、更温暖的火星上也是可能的。而且在今天的火星世界里,它仍然可能是可能的。