火星上到底有没有生命,人类已经找了很久,但到现在还是两手空空。问题卡在一个很别扭的地方:生命需要的两样关键东西,在火星上几乎没法同时出现。我们熟悉的生命离不开液态水和合适的温度,这两样火星上都有,可它们很少凑到一块儿。
最近,来自厄特沃什·罗兰大学和康科利天文台的研究团队,在主要作者安娜·博格纳尔的带领下,提出了一个新思路。他们觉得,生命也许可以躲进盐晶体里,同时拿到水和温度。这个想法听起来有点绕,但拆开看其实挺有意思。
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火星的“两难”:有水的时候太冷,暖和的时候太干
先说说这个两难到底难在哪。火星的夜晚,空气会降温,相对湿度反而会升高。地表散落的盐粒能通过一种叫“潮解”的过程,从空气里吸收一部分水汽。但问题是,夜晚也冷得离谱,温度能掉到零下80摄氏度,任何靠新陈代谢维持生命的生物都扛不住。
到了白天,情况反过来了。火星白天的温度能升到0摄氏度左右,赤道附近有些地方甚至更高。这个温度对已知的生命代谢来说完全在可操作范围内,毕竟加拿大人一年里有将近半年都在跟比这更冷的天气打交道。可偏偏这时候太阳会把水分全烤干,相对湿度直接跌到接近零。也就是说,暖和是暖和了,但夜里好不容易攒下的水,白天全没了。
盐晶体一缩一胀,裂缝里偷偷留住水
不过,火星一天之内巨大的温差,最高能到150摄氏度,这个剧烈变化本身也能帮忙留住一点水。材料遇冷收缩、遇热膨胀,岩石在反复折腾中会承受很大的机械应力。研究团队的模型显示,石盐晶体在150开尔文到300开尔文之间,体积最多能收缩1.6%,这足以在微观尺度上拉开一些裂缝和缝隙。
最冷的时候是深夜,也正好是相对湿度最高的时候。吸湿性很强的盐会从空气里把水汽吸出来,在微观尺度上形成盐水。到了早晨,太阳一晒,晶体受热膨胀,又胀回原来的大小,夜里裂开的那些微小裂缝就被重新堵上了。
这意味着什么?外层表面虽然被晒干了,但那些微小通道里可能还存着水。温度升高后,这些水会变成液态,却因为裂缝被封住,根本跑不到外面的大气里去。
每天几小时的“微型温室”
这样一来,至少在夏天的某些日子里,每天会有宝贵的几个小时,那些微小裂缝里既有液态水,温度又处在已知生物能够正常运作的范围内。而且,被密封的裂缝还有额外的好处。哪怕只有几毫米厚的材料盖在裂缝上面,也能挡住致命的紫外线。否则,任何形式的生命都会被紫外线直接杀死。
换句话说,这些盐缝就像一个个微型的温室:白天外面又干又晒,里面却可能保持着湿润和相对温和的环境。水被锁住,紫外线被挡住,温度也刚好够用。对于可能存在的火星微生物来说,这也许就是它们能撑过白天的方式。
这个想法还只是模型推演
需要说明的是,目前这还只是研究团队基于模型做出的推演,并不是已经在火星上找到了生命。论文描述的是盐晶体在温差作用下可能形成的物理机制,以及这种机制理论上能为液态水提供一个短暂的藏身之处。至于火星上是否真的存在微生物,又是否真的利用了这种盐缝环境,仍然没有答案。
但这个思路确实给火星生命搜寻提供了一个新的方向。过去大家总盯着地表或者地下深处,现在也许可以多看看那些不起眼的盐壳和裂缝。毕竟,如果生命真的能在火星上存活,它可能不会大摇大摆地待在外面,而是躲在某个几毫米厚的盐层下面,等着每天那几个小时的“好时光”。
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