这台目前正在火星荒原上漫游的六轮机器人刚刚迎来了一次“走运”时刻。当“好奇号”(Curiosity)火星车在盖尔撞击坑内的格迪兹谷(Gediz Vallis)河道——一片看起来像干涸山溪的崎岖地形——中缓慢行进时,意外地压过了一块岩石。这台一吨重的机器将其碾碎,露出了按照目前任何地质模型都不应存在于此的东西。在暗淡的红褐色外表之下,是一簇明亮、半透明的黄色晶体:纯净的元素硫。
NASA的科学家们对此毫无防备。尽管该团队多年来一直在寻找硫酸盐(即含有硫与其他元素混合的盐类),但发现纯净的硫却是完全不同的概念。这相当于在火星上行走时,本以为只会看到沙子,却发现了一块纯金。纯硫的形成需要极其苛刻的条件,而人们此前认为盖尔撞击坑的这一特定角落并不具备这些条件。这一发现实际上打破了关于这颗红色星球如何干涸并走向荒芜的既定叙事。
意料之外的化学发现
硫在地球上常被称为“生命的气味”,或者至少是腐烂的气味。它是所有生物的必需元素,存在于构建蛋白质的氨基酸中。在火星上,它一直被视为宜居性的标志。但从硫酸盐矿物到纯硫,跨度极大。通常情况下,纯硫的产生需要特定的火山作用,或者更令人浮想联翩的生物作用。在地球上,某些类型的细菌通过“呼吸”硫,将其转化为不同形态来获取能量。在一个由水塑造的地方发现一片纯硫,不禁让人怀疑是谁——或什么东西——在背后起到了关键作用。
火星车发现的不仅仅是一块岩石。在最初的意外碾碎后,团队四处查看,意识到整个区域到处都是这种“黄心”石块。这并非偶然;而是一处矿床。这给加州的地理学家们带来了巨大的难题。附近没有明显的火山源,也没有明显的热液喷口。就好像一个巨人把一袋火柴头撒在河床上,并将它们遗忘在那里长达三十亿年。
为何纯硫改变了认知图景
当我们寻找火星生命时,我们寻找的并不是拿着射线枪的小绿人。我们在寻找那种看起来像是被“篡改”过的化学痕迹。大自然倾向于将事物混合在一起。纯元素是罕见的,因为它们具有活性,容易与其他物质结合。为了让一片纯硫保存亿万年,环境必须极其稳定,或者创造它的过程必须极其强大。这表明曾经流经格迪兹谷的水不仅仅是一条简单的溪流,而是一锅复杂的化学汤。
这一发现的时间点也带有一丝宇宙式的幽默。就在“好奇号”中奖般地获得这一化学发现时,它的“年轻表亲”“毅力号”(Perseverance)火星车正在火星的另一部分发现“豹斑”。这些岩石上有着带黑色边缘的小白圈,在地球上,这通常是岩石内部生存的微生物群落所导致的结果。两台火星车现在都盯着那些仿佛在大喊“生命曾在此居住”的证据,但它们都被同一个问题所困扰:它们距离能给出确定性结论的实验室有数百万英里之遥。
机器人视觉的局限性
NASA喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)团队的挫败感显而易见。他们拥有数据、图像和化学特征,但他们缺乏背景。火星车可以对岩石进行激光扫描,却无法进行全面的法医尸检。这次硫的发现是“知道的越多,越意识到自己知之甚少”的经典例证。每当我们以为自己掌握了火星的时间线——水,然后是冰,再是尘埃——这颗星球就会抛出一个像黄色晶体矿区这样的难题。
一颗充满未解之谜的星球
我们发现火星事物的方式本身就带有一种讽刺意味。我们花费数十亿美元制造高分辨率摄像头和精密传感器,但多年来最大的突破却仅仅是因为一个轮子在正确的角度压过了一块石头。这提醒我们,太空探索依然是一项充满变数且依赖物理过程的工作。你可以在帕萨迪纳的实验室里进行任何模拟,但宇宙总会通过在不该出现的地方抛出一块黄色岩石来让你感到意外。
寻找生命通常被描述为寻找“确凿证据”,即一个足以永远平息争议的单一证据。但科学很少这样运作。相反,它是“怪异”事物缓慢积累的过程。空气中多了一点甲烷,那里出现了一个奇怪的有机分子,还有一片豹斑状岩石。现在,又发现了一片纯硫矿。每一个都是拼图碎片。我们还没有看到全貌,但正在浮现的景象看起来不像是一块贫瘠的岩石,更像是一个嫌疑人刚刚离开现场的犯罪现场。
当我们展望未来的任务——包括那项雄心勃勃且充满争议的将火星岩石带回地球的计划——格迪兹谷的硫发现将成为一个关键的数据点。它告诉我们,火星从来都不是一个简单的世界。它是一个充满化学极端、突发洪水和长期宜居环境的地方。是否曾有谁在那里生活过,依然是科学界最大的悬案。目前,我们拥有了这些黄色晶体。它们是无声且闪耀的见证,证明了火星曾有一个比我们今天所见的版本更加生机勃勃的过往。
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