火星的地面状况与大气状况（火星具有怎样的特殊气候）

作者：文/虞子期

虽然宇宙中的物质很多，小到星际尘埃，大到超星系团，但在我们最关注的那些天体中，它们都一定和地外生命有关。科学家们对宇宙的探索，早已由近及远，从我们的太阳系、延伸到遥远的系外行星。但在人类宇宙探索的历程中，那颗被称为红色星球的火星，一定占据着举足轻重的位置，因为和它有关的话题，总与我们息息相关的生命有着千丝万缕的联系。而甲烷这种最简单的有机分子，便是该星球上最神秘的主题之一。虽然，从探测器第一次在火星上发现甲烷开始，直到现在也没有人知道这些甲烷的产生时间和来源。但是，这个问题的答案范围，正在随着科学家们的研究和时间的递进而逐渐缩小。

在刚刚过去的这几年时间里，通过好奇号对火星大气的探索，科学家们就已多次发现该星球上甲烷激增的现象，从距离我们时间最近的这一次（2019年6月）返回数据来看，在此时的火星大风陨石坑内，探测器所探测到的天然气含量便达到了21ppbv，这个数值比正常水平高出了30倍左右。要知道，好奇号对火星大气甲烷含量的季节范围值定义为0.24 ppbv到0.65 ppbv，然而，科学家们也不清楚火星上这些甲烷的来源。在我们的地球上，来自微生物和其他生物所产生的甲烷，大概可以占到地球空气中甲烷总量的90%以上。由于甲烷的存在往往是一个星球存在生命的标志，所以，一直以来，科学家们都想弄清火星上的这些甲烷到底来自于何处。

终于，在火星甲烷的所有可能来源途径中，因风蚀而释放甲烷的情况被排除在外，这样的结果帮助科学家们缩小了火星甲烷的狩猎范围。在这项重要的研究过程中，为了实验结果的准确性更高，研究人员选择了原生玄武岩、沉积岩和地球上的火星陨石来估算火星岩石的甲烷含量。在之前的研究中有证据表明，火星上的稳定地表水体，已经超过了30亿年，接下来科学家们需要做的便是进行一系列的精确计算。比如，这种甲烷需要通过冲刷风来释放多大的量，因为这是目前火星上的主要侵蚀形式。

从数据分析的结果来看，若火星空气中的甲烷含量，需要通过风蚀这种方式达到可检测水平，那么，那些冲刷过的岩石中甲烷的含量，必须达到地球上最富含烃类的页岩一样多。然而，这样的情况不可能会发生，同时，该发现还强化了甲烷需要拥有不同来源的论点。在现实生活中，甲烷其实还可以通过热水和某些岩石之间的反应来生成，至少截至目前，我们尚不能确定好奇号所检测到的甲烷，到底是不是来自于现代的。因为，这些甲烷很可能是早已产生、但却在被困地下数十亿年之后再次冒出地面。因此，关于甲烷的峰值原因，仍需要科学家们持续关注，但至少，这个问题的答案正在一步一步的缩小范围。并且，我们的最终目标是找到生命存在于其他星球的可能性，而不仅仅是目前所面临的困境。

在火星的大气层中，二氧化碳组成了大气的主要构成部分（95.32%），但氧气只占其中的0.13%左右。与我们的地球相比，其大气层比地球大了100倍左右，因此，尽管它的大气层看似已经非常厚，但这并不影响它成为一个会引起气候大规模变化的星球。并且，火星的气候因素也很多，尤其是其中的冰帽和沙尘暴。比如，在火星上发生的巨大沙尘暴，甚至可以覆盖它的整个星球，而这样的天气甚至可以持续长达数月，此时的天空也会随之呈现出红色的朦胧状态。

尽管有证据显示早期的火星大气是足够厚重的，但目前的火星大气层却处于异常稀薄的状态，再加上它与太阳之间的距离也足够遥远，所以现在的火星比地球要寒冷很多，平均温度大约维持再零下60摄氏度左右，在冬季的极地附近甚至还会低至零下125摄氏度。当然，气氛稀薄的火星因为大气层足够厚，而同样拥有天气变化，只不过灰尘就像是一段时间内的永久性存在，巨大的尘埃总是常常将“氧化铁尘”覆盖在火星的表面。火星的表面同样也存在着辐射，其沙尘暴是太阳系中最大、也是持续时间最长的，通常这样的天气会发生在火星的春季或夏季。有时候，火星上也会出现类似下雪的现象，它表现为雾状，而不是直接的落雪，因为这些雪花是由二氧化碳所形成的微小颗粒。

火星生命这个话题，总能引起人们的广泛兴趣，火星曾经可能存在过生命，当然，现在的火星上或许也同样有生命的存在。关于生命播种的问题，许多科学家都认为地球和火星之间有着密切的或许是火星生命在地球上播种了，又或是地球生命在火星上完成了播种。过去的火星，同样拥有足够的海洋覆盖面积，生命的发展环境有了基本的条件。尽管现在的火星看上去只是一片会令人感到瑟瑟发抖的沙漠，似乎也没有足够的氧气和地表液态水。但是，已有研究表明在火星的地下很可能有液态水的存在，并且，那里同时也可能是某些生命暂时的避难所。

或许很多人都知道，水合盐是一种特殊物质，而在火星的斜坡上，有时也同样会出现RSL特征，即所谓的重复斜坡线，其中便含有一种我们称作为盐水的物质。科学家们表示，这种特殊的环境，同样也适合某些形式的极端生命存活。只不过关于这种物质的来源问题，科学界出现了两种争议，部分研究证明其中的水可能来自于火星的大气层，而另一部分研究则显示RSL应该是通过干沙所形成的。人类对火星可居住环境的探索从未止步，并希望从探测到的样本中找到生命存在的迹象，但由于火星的很多地质特征都容易掩盖生命，因此，就火星上是否正有生命生活、或曾经存在过生命这个问题而言，科学家们还需要更多的时间来进行验证。但我们至少可以肯定的一点是，从目前对火星所掌握的信息来看，这片红色星球曾经存在过生命的概率，相对比目前仍有生命存在的概率要高出许多！