跟著水走　李傑信

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第 1 樓

yuhsia

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來自：天下

時間：2005-05-07 10:59

   跟著水走　李傑信
   摘自天下文壇   yuhsia  2005-05-07 10:59
http://yuhsia.com/ccb/index.pl
發表於: 星期六二月 21, 2004 7:47 am 文章主題: 跟著水走李傑信

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作者：李傑信博士
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跟著水走

人類花費那麼多的心血研究火星，難道只是想看看它奇形怪狀的地貌嗎？不，生命才是火星探測的目標。因為生命找水，我們就跟著水走。

本刊特邀NASA太空任務科學家李傑信帶領我們探索生命-《科學人》編輯部火星地表乾燥的程度，我們地球人難以想像。智利的亞他加馬沙漠中有些地區，有史以來，從不下雨，為世界上最乾燥之地，是美國航空暨太空總署用來模擬火星環境的寶地。但它和火星比起來，還是差一大截。
人類近代的火星探測將近40年，獲得的明確知識是火星以前可能有浪濤洶湧的海洋，或許比地球深10倍。但目前火星的地表液態水卻完全絕跡。換言之，火星那麼巨量的水都躲起來，不見了。
火星沒有海洋，沒有海平面，地勢起伏，以人為規定的基準面（datum surface）為準。基準面是火星地表大氣壓為6.107百帕的高度，在概念上與地球以一大氣壓（1013百帕）為海平面高度類似。火星地表液態水消失，就是因為在6.107百帕的氣壓下，水的沸點為0℃，冰直接昇華成水氣，根本不需經過液態水階段。火星地表沒水，是物理定律必然的結果。但火星地底，越深壓力越高，冰融化時，就必須先變成水，再變成水氣，也由物理定律主控。
火星地表除了無水外，還有別的魔障。大氣稀薄，強烈的紫外線和宇宙射線長驅直入，轟擊地表上億年。即使火星以前曾有過較高的大氣壓，地表潮濕溫暖過，真的有過生命存在，但在大氣逐漸流失下，結果是生命若不先渴斃，就等著被輻射線扼殺，最終還是逃不過死劫。
人類尋找火星生命的熱情，的確因為火星無水，而曾遭到嚴重的打擊而心灰意冷。生命跟著水走，生命無水可逐，只有死路一條。有水，還是沒水？
火星真的沒有水嗎？
目前數據顯示，火星不但有水，還可能有很多的水，只是水不在地表，而是深藏在地底。地底的水，大部份以永凍冰層的水冰狀態存在。生命以液態水為工作流體，才能存活、演化。水冰在地底如果只維持固態，對生命起源和發展還是無濟於事。所以地下的水冰一定要變成地下淙淙水泉，生命才有起源和演化的可能。火星地下的水冰有可能融化成水嗎？
我們的地球板塊運動活躍，地震頻繁，溫泉廣佈，地殼內部充滿了青春活力。相比之下，目前火星地表似乎是死寂一片，沒有板塊運動跡像。可是，小矮個兒火星擁有眾多的火山，其中最大的奧林帕斯山高出基準面27公里，比埃佛勒斯峰高度多出三倍有餘，堪稱為太陽系唯我獨尊第一峰。令人類更興奮的是，火山熔岩表面有如剛出爐的麵包，鮮有幾處小隕石撞擊口，道出這些巨無霸火山年紀輕，在5~10億年之間。所以，至少在10億年前，火山的地熱還甚豐富。火星地下的水冰，只有地熱才能將其融化成液態水。關鍵的問題是，這些地熱現在還存在嗎？
人類第一波兩架太空船「維京人號」登陸火星後，一項重要的科學任務就是測量火星地震。「維京人二號」記錄了兩次地震，一次規模6，一次規模2。可惜的是「維京人一號」地震儀故障，無法與「維京人二號」聯網作業，以決定震央確切位置。引發地震的機制很多，但以邏輯推理，我們無法排除地底火山活動不是其中原因之一。所以，這兩次地震有可能是由火星地底火山活動所引起的。果真如此，那麼我們就能說火星地底岩漿餘威尚存，而在地底火山口附近的水冰就有機會被融化了──地底的淙淙水泉於焉而生。
科學家們當然可以得理不讓、盡情發揮，夢想火星地下溫泉湯，甚至還好像已經看到了火星微生物，躲避在宇宙射線轟擊不到的地底溫泉鄉，安家落戶，活蹦亂跳。其實這類說法都不算數，如果科學家們真的厲害，就請拿出證據，給我們一毫升的火星地下水看看！直接證據一定得來自地底。登陸火星已屬不易，有如在上億公里外遙控細線穿繡花針。現在又要求探測儀登陸後，拋下地表的地質科研沃土於不顧，馬上往地底鑽，真是難上加難。人類肯再傾家蕩產，發展出一架火星鑽探取樣機嗎？
科學家們一向不計成本，夢寐以求的就是取得一加一等於二的直接證據。人類21世紀火星探測頻繁，除了傳統的地表和大氣的探測外，並有耗資龐大的火星取樣任務（MSR）。更重要的是在2010年以後的10年，向火星地底進軍是主要探測方向之一。
生命找水。火星探測找生命，就得找水。火星的水在地底，尋找火星生命就得跟著水走，往火星地底鑽。
地球生命的起源可能和火星息息相關。火星個頭小，散熱快，在隕石風暴消停後，可能搶先抵達生命起源條件。生命如果真在火星上首先出現，乘上頻頻出發的隕石列車，抵達地球，播種生命，是我們目前無法排出的可能性。火星是地球的近鄰，單程180多天就可抵達，人類在21世紀內，有希望親自去拜訪，可迅速揭開火星生命的謎底。左旋，還是右旋？
除了火星外，太陽系中還有別的星球可能有生命存在嗎？其實木星的木衛二最有希望，甚至超過火星。木衛二表面是一層厚實的冰殼，冰殼下可能有一個深達100多公里的海洋。在木衛二上不需辛苦找水，因為它本身就是個大水球。但木星距地球太遠，登陸探測，花費更大。但科學家們早已展開想像力，夢想送一架水中機器人（hydrobot），以核能加熱穿過數公里厚的冰層，潛入海中，四處漫遊照相，說不定能看到魚在鏡頭前出現，經由木衛二通訊衛星中轉站，把圖像送回地球。
太陽系內的生命，因為隕石互訪感染，生命可能來自同一源泉，生命的結構，也可能和地球一樣，以DNA-RNA-左旋胺基酸構成的蛋白質為基礎。左、右旋胺基酸構成之蛋白質的形成，約在40億年前生命起源年代，機率可能各半。太陽系可能是清一色選擇了左旋胺基酸蛋白質結構，但在太陽系外，右旋胺基酸蛋白質結構的生命很可能存在。人類的科技，已能找到數百光年外的行星，現在正努力發展比「哈伯」大上數十倍的「下世代太空望遠鏡」（NGST），通過它對太陽系外行星的光譜分析，我們說不定真的能偵測到生命氣體，看到右旋結構的生命，那又是件多麼令人興奮的事呀！
    天下文壇天下文壇 yuhsia  2005-05-07 10:59
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