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1976年发射的海盗号登陆器是否已经在火星上找到了生命?

上世纪70年代,美国宇航局在火星上找到生命的证据了吗?这是一个在过去几十年里一直争论不休的问题,关于1976年两个维京登陆者的生物学试验的积极而不确定的结果,但是现在,大多数科学家得出结论,这些结果是由于土壤中的不寻常化学物质而不是生命造成的。
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在1976年的短暂时间里,NASA的维京号着陆器似乎在火星上发现了微生物!自那以来,这些结果一直引起强烈争议,但最初实验的首席研究员吉尔伯特·莱文(Gilbert Levin)仍然认为,他们确实检测到了火星微生物。

1976年发射的海盗号登陆器是否已经在火星上找到了生命?

“海盗1号”将其取样臂放在前方,并在土壤中挖掘深沟。登陆器和海盗2号上的实验似乎表明土壤中存在火星微生物。图片来自nasa/roel van der hoorn/forbes。

上世纪70年代,美国宇航局在火星上找到生命的证据了吗?这是一个在过去几十年里一直争论不休的问题,关于1976年两个维京登陆者的生物学试验的积极而不确定的结果。当火星土壤被检测出可能存在微生物时,两个着陆者都报告了阳性结果,但是现在,大多数科学家得出结论,这些结果是由于土壤中的不寻常化学物质而不是生命造成的。吉尔伯特·莱文(gilbert levin)是这两个着陆器标记释放(lr)生命探测实验的主要研究者,他仍然坚持认为,维京人毕竟确实在火星红沙中发现了生命。2019年10月10日,他在《科学美国人》发表的一篇评论文章中概述了自己的立场。正如莱文所指出的,两个着陆者都返回了检测微生物呼吸的阳性结果:

1976年7月30日,LR从火星返回了它的初始结果,令人惊讶的是,他们是兴奋的,随着实验的进行,共有四个结果,在五个不同的控制支持下,从两个相距约4000英里的海盗飞船降落下来。这些数据曲线表明在这颗红色星球上发现了微生物呼吸。来自火星的曲线与地球土壤的lr测试结果相似。看来我们已经回答了那个终极问题。

这些实验似乎是在说火星土壤中有活的、会呼吸的微生物,但有一个大问题:无论是哪一个登陆者都没有在土壤中发现有机物,任何生命都是由有机物构成的,没有有机物根本就没有办法证明有生命。

1976年发射的海盗号登陆器是否已经在火星上找到了生命?

1979年5月18日,“海盗2号”着陆器附近的火星岩石和土壤上的水霜。图片来自nasa/jpl/ted stryk/行星协会。

在包括LR在内的每一个着陆器上进行了三次生命检测试验:

气相色谱仪-质谱仪(gcms),它可以将土壤加热到不同的温度,并测量转变成气态的分子,能够测量各种各样的分子化合物,密度低至几十亿分之几。

气体交换(gex)实验从火星土壤中提取了一个孵化的样本,并用惰性气体氦代替火星大气,然后,他们同时利用营养物质和水,寻找生物活性的特征:氧、二氧化碳、氮、氢和甲烷的吸收或排放。

标记释放(lr)实验从火星土壤样本中提取一滴营养液,所有营养液都用放射性碳-14标记,放射性碳14将被代谢成放射性二氧化碳,只有当生命存在时才可以检测到。

从那以后的几年里,大多数科学家的共识是土壤中有某种东西在模仿生命,但不是生命本身。因此,在接下来的几十年里,没有一个任务像海盗那样进行生命探测实验。相反,他们关注的是过去的宜居性,不管火星过去是否可以维持生命,对许多人来说,这是一个不再受欢迎的想法,因为美国宇航局似乎放弃了对火星上生命的任何搜索。

1976年发射的海盗号登陆器是否已经在火星上找到了生命?

完整的生物实验包,每个着陆器都是一样的。图片来自美国宇航局/福布斯。

lr实验非常简单:用一种特殊的营养“肉汤”湿润土壤样本,看看是否有任何微生物食用;它被设计用来检测和监测任何微生物的新陈代谢。营养素用放射性碳标记。lr试验对极低数量的微生物敏感,每次试验持续7天,与地球上类似试验的比较似乎支持对结果的生物学解释,正如莱文所解释的:

海盗lr试图检测和监测正在进行的新陈代谢,这是一个非常简单且不易出错的活微生物指标。在维京海盗之前和之后,在实验室和极端自然环境中,用陆地土壤和微生物培养物进行了数千次试验,无假阳性或假阴性结果,这有力地支持了lr-mars数据的可靠性,尽管它们的解释存在争议。

在维京海盗活动之后的几年里,在火星土壤中发现了高氯酸盐,这被认为是维京海盗所看到的有机物缺乏的原因,因为它们可以破坏有机物。但最近,“好奇”号火星车在火星岩石中发现了有机物。其中一些还暗示它们来自以前更复杂的有机分子,但好奇号并不能确定这些分子是否有生物起源。

1976年发射的海盗号登陆器是否已经在火星上找到了生命?

2013年,“好奇”号探测器在盖尔陨石坑的黄刀湾地区发现了一些有趣的纹理岩石——Gillespie湖露头。这些岩石类似于地球上的叠层石或微生物。图片来自nasa/jpl caltech/msss/astrobiology杂志。

正如莱文总结的那样:

总而言之,我们有广泛的微生物试验的阳性结果,强有力的和不同的对照组的支持性反应;两个维京号地点的lr结果的重复;两个地点的实验的重复;以及超过43年的任何实验或理论未能提供一个明确的非生物学解释的海盗lr的结果。

在未来的几年里,海盗号lr的结果可能仍有争议,特别是如果在不久的将来实验的更新版本没有被送回火星。此后几年,美国宇航局一直没有进行任何后续实验,这令人失望,但现在看来,美国宇航局开始重新认真对待火星上生命的可能性,即使是增量的。火星2020探测器将于明年发射,2021年着陆,它将寻找生命的证据作为首要任务,但将关注过去的生命,而不是当前的生物学。

这可能不像很多人所希望的那样雄心勃勃,但这是朝着正确方向迈出的一步。除了有机物之外,火星上最近的其他发现似乎也至少支持了海盗号分析的土壤样本中确实存在微生物的可能性。这些包括甲烷的存在,由好奇号探测器、轨道飞行器和望远镜在地球上发现并记录下来。我们还不知道火星甲烷的来源,但至少在地球上,它主要来自微生物(和奶牛!)以及其他地质作用。好奇号在盖尔陨石坑的黄刀湾地区也发现了类似叠层石或地球上由微生物产生的微生物席的岩层,这一发现是老多米尼大学的诺拉·诺夫克(nora noffke)进行广泛分析的结果,同样,勇气号探测器也发现了类似于温泉环境中微生物所形成的硅石结构。

这些都还没有被证明是生命的证据,但它们是诱人的。此外,来自多个探测器、着陆器和轨道器的研究结果继续表明,火星曾经拥有比现在更适合居住的环境,有河流、湖泊甚至海洋。还有新证据表明,火星上仍然存在地下水,包括南极冰盖下面。当然,这将直接影响到今天火星上生命(至少是微生物)的可能性。莱文在他的文章中还列出了火星上生命的其他可能的线索,尽管火星上的生命,仍然没有得到证实,吉尔伯特·莱文和其他发现的工作,不断地使我们更接近我们可以肯定的时刻。关于莱文工作的更多信息可以在他的网站上找到。一句话:吉尔伯特·莱文(gilbert levin)是20世纪70年代在火星上的海盗登陆者上进行标记释放(lr)生命探测实验的首席研究员,他仍然坚持认为,他们确实在火星土壤中找到了当前微生物生命的证据。

 

本文由奇点天文作者上传并发布,奇点天文仅提供文章投稿展示,文章仅代表作者个人观点,不代表奇点天文立场。

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