觀察與思考
美國的"勇氣"號火星探測器成功登陸火星，並發回大批高清晰度的圖片。這一新聞使地球人為之震驚和興奮。美國的成功也是地球人科學技術的成功(如不少華裔科學家為之作出了卓絕的貢獻)。火星到底是一個怎樣的星球？火星上有沒有水？火星上有沒有生命，哪怕是最原始的生命跡像？人類探測火星的難度在哪里？中國在探測火星上有何計劃？為了回答讀者的疑問，我們特約了較早關注這方面問題的歐陽惠林先生，由他寫出了專稿《探測火星生命奧秘》。另外我們還組織了幾篇有關火星的稿子，與歐陽惠林的稿子一起，搞了
個"新聞集裝箱"
策劃 本刊編輯部
特約撰稿 歐陽惠林
神秘的火星
火星傳說
1609年，伽俐略發明的第一台天文望遠鏡開闢了人類探索地外生命的新紀元。
1877年，意大利天文學家斯基帕雷利對從望遠鏡里看到的火星上那些隱隱約約的直的暗溝大吃一驚，這些暗溝就像海峽連接著大海一樣，把一些寬廣的暗區連接了起來，他稱之為"Canali"，意大利語即"水道"的意思。這一重要發現迅速傳播開來，到了英語中便被訛譯成"canal"，意即"運河"。于是，火星上存在智慧生物的消息不脛而走。有人猜測"運河"連接的暗區是火星人種的植物。一些科學家設想︰火星世界是一個古老的文明，由于火星氣候的惡化，致使火星人不得不開鑿運河從大的湖泊中引水灌溉來維持生態。另外一部分天文學家持否定態度︰所謂"運河"不過是人的視覺誤差而已，根本就沒有真實存在的運河。這一場持續30多年的爭論直到1913年才被畫上句號︰所有的猜測確實是由人的視覺誤差造成的。
到了1976年，人們不再傳說火星上的綠色小人，但研究人員卻又構想出某種生長緩慢適應嚴寒的火星人。美國航空航天署甚至使用 而不是碳藝術化地塑造了火星人的生命形式。1976年在"海盜"號踏上火星之後，人們發現原來火星是一個貧瘠死亡的星球。20年後，一顆來自火星的隕石墜落在南極洲，其中發現的一些極有爭議的結構重新讓人們展開了對火星的討論。
"如果我們能進入的所有地方都有生命存在，為什麼廣漠的宇宙就沒有居住者呢？"300年前牛頓曾這樣問過，而這個問題的答案目前仍然懸浮在空中。
現在天文生物學成了一門大學學科。從理論上講，火星有能力造就生命。火星上面有著太陽系最大的火山和峽谷。它就像一個被抽干後的海洋河床，有著顯著的海岸線。地球上的河床、沖積平原、化石湖及洪水留下的溪谷一樣在火星上面都能找到。它的大氣主要由二氧化碳構成，這與地球出現生命之前的大氣結構相似。但現在火星上幾乎沒有任何大氣，也沒有流動的水。如果它曾經有過海洋，那麼它的大氣密度應該很大。那它們到哪里去了呢？它們是否仍然在火星的某個地方？它們是否由于災難性的宇宙沖撞而剝離了呢？抑或曾經保護過火星的磁場消失，令整個星球裸置于陽光無情的炙烤和恆星的輻射之中，最後水慢慢地被分解為分子，使大氣和海洋一點點地消失？那些與生命有關的有機分子哪去了呢？雖然它們不足以制造生命，雨點從太空飄落到地球，它們也一樣飄落到火星了嗎？
新一輪火星探測已經拉開帷幕，科學家們希望能將所有的問題一一作出回答。
神秘脈沖光源
現在我們已經知道︰火星是太陽系的第四顆行星，它離太陽約為227940公里。直徑6794公里，約為地球的一半。火星大氣很稀薄，95%以上是二氧化碳，還有少量的氮、氧和水。火星有兩個衛星，軌道接近火星表面。火星表面溫差很大，並常有沙塵暴發生，所以可以基本排除火星上存在高等生物的可能。但在1958年，天文學家卻在火星上發現一個神秘光源，曾一度引起轟動。
2001年，美國的《科學》雜志披露了幾名業余天文愛好者的觀測證據︰火星上確實有一個光源，不時向地球發射脈沖光。事情的經過是這樣的︰2001年6月7日及其後的幾個夜晚，美國人托瑪斯•道賓斯等一組業余天文愛好者，在佛羅里達州使用15厘米鏡頭照相機和30厘米鏡頭攝像機，觀測並拍攝了火星上的一個光源。這個光源在一分鐘內向地球發射 1到2次脈沖光，每次持續5秒鐘。這個光源在火星上的位置與1958年發現的位置基本一致。道賓斯說，他們首先看到該光源的亮度引人注目地增強，然後就發出脈沖光，而且連續幾夜都是如此。
現在，天文學家對火星上存在這樣一個光源已經沒有懷疑，問題是無法解釋其來源。目前主流的解釋是，在太陽與地球處于一個特定位置時，火星上的雲或冰等晶體可能將太陽光反射到地球，看起來就像火星上有一個光源一樣。但是，一些科學家對此解釋表示懷疑，他們認為形成這種反射的概率太小。
最荒誕的故事
關于火星的最荒誕的傳說起于1995年。當年，一位美國天文學家克芬德•路丁公布了他的驚人發現，聲稱他在觀察火星時，意外地看到有4架"二戰"時期失蹤的美國轟炸機在火星空域編隊飛行。這與1987年流傳在前甦聯的故事版本如出一轍︰甦聯人曾公布"衛星掃瞄"照片，發現一架"二戰"時期的美國老式轟炸機停在月球背面的隕石坑里。從衛星傳真照片上可以清晰地辨認出機上的美軍軍徽標志。
這兩起聞所未聞的離奇發現，使得那些從事邊緣科學研究的愛好者如獲至寶，大肆渲染。一時間，社會公眾議論紛紛，一片嘩然。美國官方拒絕作出評論，很多嚴肅的科學家對此嗤之以鼻的沉默態度更助長了故事的傳奇色彩。瑞典的一位名叫威爾海姆•格萊德的科學家認為︰路丁博士在火星看到的飛機與甦聯在月球發現的飛機是有聯系的，並言之鑿鑿地將其與50 多年前發生在百慕大的神秘失蹤案聯想起來。據稱，甦聯拍攝到的那架美國轟炸機原來停在月球背面隕石邊，但當甦聯衛星于 1988年7月22日再次飛臨該地搜尋掃瞄時，飛機卻又不見蹤影。這沒有證明有人在說謊，相反卻推測該架飛機並非永久停放，而是仍在活動。
對路丁博士這一無法理解的意外發現，我們有理由懷疑他是"憑空編造"，因為在技術發達的今天，拼湊一張圖片並不是一件難事。而路丁博士則信誓旦旦地說︰"我料到會有障礙和批評，但這絲毫沒有困擾我，我知道自己看見了什麼。遺憾的是我不知道它們是怎樣從地球進入太空的和他們在太空做了什麼！"
目前關于火星的謎團很多，有些具有科學性，而有些則不然。但也許用不了多久，人類至少就可以部分地解開這些謎底，因為火星著陸探測器為我們揭開這些謎底增加了籌碼。
火星生命誕生理論
生命本源演化論
受到科學發展的限制，關于火星生命理論大約經歷了兩個發展階段。一個是行星生命本源演化論；一個是行星生命來源于彗星的理論。因為達爾文生物進化論的影響，人們相信在火星的地質歷史時期，和地球一樣經歷了一個從無到有的生命創生過程，並逐步進行演化。演化有兩個可能的結局，一是生命在演化過程中因為某種意外而中斷了；二是火星上目前仍然存在生命。
為了證明生命是從無生命物質演化來的，這里有必要提到1952年美國科學家米勒等人所做的一個著名模擬實驗。米勒等人在一個裝置里，用氫、氨、甲烷模擬原始大氣，水代表海洋，電弧代表閃電。一個星期後，這個實驗裝置中發現了脂肪酸、氨基酸、尿素這樣一些與生命有關的有機分子。實驗雖然沒有實現從無生命到生命的嬗變，但它使得生物進化論者認為原始的地球大氣在特定的條件下能夠形成原始的地球生物。
本世紀60年代，科學的快速發展促進了空間時代的到來，也為探索火星生命帶來了轉機。美國先後發射成功四艘" 水手號"系列探測器，它們在火星附近拍攝了數以千計的照片。從照片中，地球科學家全然見不到斯基帕雷利稱之為"can ali"的蹤跡。因此，火星上存在生命的希望極為渺茫。
為了早日揭開火星生命之謎，科學家于是設法實現探測器在火星上的著陸，以期取得更進一步的證據。1976年夏秋之際，美國發射的兩艘"海盜號"飛船先後釋放火星著陸器，成功著陸火星，它們看到的是一派荒漠零星地點綴著各種大小不同的岩石。著陸器用"取樣臂"對火星不同地點的土壤進行采集分析，結果也同樣令人大失所望，這些土壤中不僅沒有生命，甚至連有機物都找不到。
孢子生命論
已經進行的一切使人類認識到︰在太陽系內，火星是最接近地球環境的行星。既然如此，火星上為什麼就偏偏不能誕生生命並進行演化呢？更何況科學家們推測的早期火星環境比地球更適宜生命的生存。
隨著時間的推移，科學家們始終沒有在實驗室里實現從無生命到生命的躍變，于是人們開始反思原有的生命本源誕生理論，且試圖另闢蹊徑來尋找生命創生的答案。這不由使人想起一個叫做阿瑞尼烏斯的人。
阿瑞尼烏斯，瑞典著名化學家(諾貝爾獎得主)，早在行星生命本源論誕生前的1908年，他就提出了一種新的生命起源理論，他假設生命的孢子游離于遙遠的太空，並推測地球生命是天外來客的後裔，因此有理由相信火星上存在地球生命的近親。遺憾的是，這一理論的光輝並沒有照亮大多數科學家的心田。
60年代以來，射電天文學的興起，再次打開了地球科學家的眼界。通過射電望遠鏡，在銀河系以外的星際介質中，天文學家發現了100多種有機分子的譜線，除了構成蛋白質及DNA的最基本元素碳、氫、氮和氧外，還有酒精等有機分子，最復雜的竟包含了13個原子，這就是說，生命的種子早已漂浮于無垠的宇宙深處。科學家們開始試圖拋棄生命本源論，重新研究阿瑞尼烏斯的理論。
美國國家宇航局麥克爾•穆馬和德國來頓大學的奧•格林勃格等又追根溯源地發展了宇宙孢子生命誕生論。他們說︰彗核中含有大量的有機物，足以提供生命誕生所需要的原材料。格林勃格說星際間的大量塵埃經過恆星等發出的大量紫外線的照射後可以轉化成大分子，當彗星在宇宙中遨游時就會吸附上這些大分子，這些大分子在太陽紫外線的照射下會產生類似生命的物質。如果彗星受行星吸引，當彗星核墜入行星海洋後，這些類生命物質便形成更為復雜的系統，通常由上百個分子組成，系統只讓水等小分子進出，而像氨基酸等大分子則不能進出，這種狀態久而久之就促成了自我復制功能的形成，也就是說在宇宙的某個角落里隨機而普遍地誕生了生命。
早期的火星能夠滿足上述條件，這就意味著從不同的角度支持這樣一個假設︰火星生命可能存在。這也正是人們不願放棄火星生命存在的一個主要原因。
隕石引起的火星生命大爭論
生命化石是真是假？
1984年，美國科學家在南極進行科學考察時，在艾倫山厚厚的冰層下發現了一塊重1.9千克，狀似馬鈴薯的隕石，科學家對該隕石內部袋狀小孔中的氣體成分進行了分析，發現其與1976年"海盜"2號探測器收集並傳回地球的火星大氣數據十分相似。據此，科學界認定它來自火星，把它命名為"ALH84001"，據說這塊隕石已經在南極昏睡了13 000多年。
這塊岩石的發現，使得火星生命的爭論在上個世紀末達到了前所未有的激烈程度，全球所有科學家關注外星生命的激情都被調動起來，並加入到這場空前的生命大討論中。
在1996年8月出版的世界權威雜志《科學》上刊登了科學家對"ALH84001"的研究報告，同時還配發了幾張反映存在于該岩石的細微結構的電子顯微鏡掃描照片，其中一張照片特別引人注目，它顯示出一個具有明顯節狀的圓柱型物體，雖然他的寬度顯示只有頭發絲的大約百分之一左右，但它暗示著這樣一個明確的信息︰這是一個原始古生物的照片。另一張照片則展示了若干與生物活動密切相關的微小碳酸鹽顆粒(多環芳香化合物)，還有一張照片則顯示了一群類似蚯蚓的生物。科學家斷言︰上述照片中的生命體是36億年前生活在火星上的遠古生物，而那些碳酸鹽顆粒則是微生物生命活動的殘留化石。
這一震驚世界的消息引起了許多嚴謹的科學家們的疑問，美國加利福尼亞大學洛杉磯分校的古生物學家威廉•肖普夫認為︰不尋常的診斷需要不尋常的證據，切不可憑個別來歷可疑的證據草率結論。他還指出，電子顯微鏡照片中被假定為化石的圖像比地球上發現的任何化石都小100多倍，因此難以進行化學分析和做內部檢測。他強調說︰"沒有證據證明它們內部存在空腔、細胞。"此後，德國、比利時、美國的多個研究小組對此相繼提出質疑，認為其證據不足。
驚人之語
誰知，到了同年10月底，英國人又發出了驚人之語。在英國皇家學會召開的"探索地外生命大會"上，英國一個研究小組宣布︰他們在一塊1979年發現的被稱作"EETA79001"火星隕石中發現大量的有機物，他們根據這塊隕石受到宇宙線輻射的程度，推斷它被撞離火星的年代大約在60萬年前。小組負責人科林•皮利格教授說，只有生命活動才能產生這些大量的有機物，這表明在1.8億年前火星上曾存在原始生命，盡管1976年美國海盜號飛船抵達火星並沒有發現任何生命跡象。而且英國科學家指出︰火星上目前仍然存在生命。
1997年3月底，在美國國家航天局約翰遜航天中心舉行的一次國際會議上，美國航天局的埃姆斯研究中心(世界空間生命研究權威機構)在向約翰遜航天中心索要試樣進行化學分析時遭到拒絕。中心高級研究人員戴維•馬雷在會後說，這一舉動非常奇怪。他說，目前對該隕石僅做了地質性質分析，而沒有進行化學分析。不進行化學分析就斷言其中存在生命活動是不科學的。
馬雷說︰"埃姆斯中心不會僅憑在隕石中發現與原始微生物相似的結構就斷定火星上存在生命。"隨後，美國加州大學的一個研究小組發表報告指出，他們利用最先進的分析手段研究了隕石試樣，認為該隕石中碳的沉積狀態有兩種成因，一種是該隕石的環境溫度曾在0℃-250℃之間變化；另一種是曾經有液態一氧化碳沉積在該隕石中。該小組認為隕石中沒有氫元素的痕跡，也就是不可能存在水、有機物等，這種條件下根本無法產生生命。
1997年4月初，相信火星生命的美國科學家又稱，他們比任何時候都更確信他們的結論是正確的。那塊曾經引起人們極大興趣的隕石已經被分解、粉碎，並在顯微鏡下拍了照片。科學家們用了幾個月時間對它進行了化學、礦物學和磁性測試。最新的研究成果表明，從隕石上的某些特征判斷，火星溫度足夠低，從而滿足了微生物的生存條件，而且，這些特征在許多方面似乎同地球上可類比的礦物質相似。他們說︰"雖未發現特別令人信服的證據，但現在我們對我們的假設較之去年8月更有信心。"
約翰遜航天中心的道•布蘭查德說︰"要得出火星生命的最後結論，現在為時尚早，我們還處于探索時期。"這也反映了大多數科學家的共識。至少科學界這樣認為︰在沒有發現火星上有確鑿生命活動跡象就宣稱發現火星生命是不嚴肅的。
登陸探索火星生命
登陸火星
在可預見的未來幾年中，這一場魚龍混雜的火星生命爭論還將持續下去，我們只能把明確的答案寄托在科學的宇宙探索中。1996年年底，美國國家宇航局發射了兩艘新的火星探測器，同年11月"火星環球探測者號"的順利發射升空拉開了新一輪近距離考察火星的序幕。
"火星環球探測者號"飛船歷時10個月于1997年9月到達火星。之後，飛船利用一種節能技術，依靠火星大氣層比較稀薄的空氣逐漸減緩自身速度，4個月後，進入圍繞火星兩極，高375公里的軌道。從1998年3月開始將近一個火星年的探測工作，收集火星大氣、球表、內部結構的各種數據並傳回地球，飛船上的自動攝像儀將火星兩極和彎彎曲曲的暗道拍攝了大量的照片。另外六台儀器對火星礦物組成、火星大氣中塵埃、水和其他成分的組成進行了分析，另外還為尋找火星磁場，測量火星山谷的高度與深度作了大量工作。
另一艘1996年12月4日發射的"火星探路者"于1997年7月4日下午美國東部時間1︰07分成功著陸在火星阿瑞斯平原，6小時以後地面控制中心收到了"探路者"發來的第一批照片。著陸器在著陸後做了如下一些工作︰先進行著陸器的氣囊排氣；接著在著陸器的基座邊緣打開3塊三角形面板，伸出信號天線；隨後釋放出一個長0.6米、寬0.45 米、高0.3米、重10.4公斤的6輪火星車--"逗留者"號。
發現了什麼？
第二天晚11時在地面控制中心的遙控指揮下，"逗留者"排除了第一次故障後開始了"他"的漫游考察。首先"他 "從蜷伏狀態站起來，掃除自己的"落地"障礙，然後對腳下的火星土壤進行了分析，結果表明火星地表覆蓋著一層粉狀岩灰，岩灰下面是較硬的地層。地面控制人員根據"他"發回的照片選擇了兩塊岩石目標，讓"他"去進行取樣分析。第一塊岩石叫做"巴納科•比爾"，"他"用分光儀分析後發現，這塊火星岩石和地球上的火山岩(或者安山岩)有著驚人的相似之處。科學家們說︰"地球是一個獨特的星球，現在看來，不光地球，火星也有一個含二氧化 的地殼層。"
在探測另一塊叫做"約吉"的岩石時，由于"逗留者"行動太"急躁"而與之發生了踫撞，但"他"及時糾正了錯誤，並在10日完成了對"約吉"的化學分析。接著科學家還讓"他"對第三塊白色岩石"斯庫比•杜"也進行檢測。這次漫游使得人們知道火星上的岩石也和地球上的岩石一樣有著成分上的差異。
"火星探路者"成功訪問火星，還獲得了其他許多有價值的信息。第一是證實了地球上發現的10多塊火星隕石確實來自火星；第二是火星上曾經發生過特大洪水，科學家們推測洪水發生的時間是距今30億-10億年前；第三獲得了關于火星的詳細的地表、大氣數據。
前兩者令火星生命肯定論者興奮不已。早期的火星是否比較溫暖濕潤以及液態的水是否曾在火星上保留相當一段時間？如果答案是肯定的，那麼就可以樂觀地說，火星上一定存在過或正存在著某種生命形式。和"火星探路者"的探測結果一樣，其它方面生命探索的最新進展也似乎使得火星生命爭論正在向有利于火星生命肯定論一方轉化。
二次登陸遭遇挫折
由于受地球與火星公轉軌道的影響，火星探測計劃只能每2年進行一次。從1998年年底開始，美國又開始了第二輪登陸探測火星計劃--"火星勘探者98"的準備工作。
1999年，作為"火星勘探者98"計劃的重要組成部分，美國航天局發射了2個火星探測器︰"極地登陸者"和一艘軌道飛船"氣象探測器"。"氣象探測器"于1998年12月11日發射升空，設計壽命為5年。它主要裝有兩個設備，一是"壓力調節紅外線輻射儀"，負責研究火星大氣溫度、塵埃、水氣、雲彩和火星上二氧化碳的變化情況，另外還裝有兩台照相機，用于觀察拍攝火星表面及大氣變化。
美國東部時間1999年9月23日上午5:01分，經過286天飛行的美國火星軌道"氣象探測器"終于在火星上空按計劃點燃減速主發動機，準備進入火星軌道。前5分鐘探測器運行正常，但當運行到背離地球的一面時，其與地面的無線電通訊中斷。位于加利福尼亞的地面控制中心的科學家在其20分鐘後再次露面時曾努力與之聯系，但卻一直未能接收到它的信號。這一造價1.25億美元的火星軌道"氣象探測器"至今仍無蹤影。
據那次火星探測計劃的科學家庫克透露，火星軌道"氣象探測器"失蹤很可能是由于地面指揮有誤造成的，因為控制人員在指揮點火前以為探測器當時位于距火星的合適高度，但實際上它當時所處的高度比計劃點火所需要的高度低60千米。因此有兩種可能︰一是探測器已經在火星上墜毀；一是探測器因位置過低有關設備損壞而不能發出信號。不過這兩種推斷都無法獲得證實。
1999年9月24日凌晨，科學家只好正式宣布︰飛行器墜毀。
美國航空航天局負責太陽系探測工作的皮爾切博士指出，火星軌道"氣象探測器"失蹤對美國的火星探測計劃是一個嚴重打擊。不過噩耗並沒有就此終止，10個星期後，"極地登陸者"在火星表面著陸時，因在下降過程中登陸器腿伸開，產生的虛假信號造成登陸器已經登陸的假象，結果當登陸器還在火星上空時，控制中心就過早地關閉了發動機，使其墜毀在火星上。
兩次登陸失敗給美國航空航天局造成的損失高達3.7億美元，更為嚴重的是，它影響了人類登陸探索火星的信心，致使NASA不得不推遲登陸火星的探測計劃。
"獵兔犬"2號失蹤
除了美國，英國人在探測火星上也滿懷熱情。英國發射的"獵兔犬"2號火星探測器2003年12月在火星表面著陸。
"獵兔犬"2號是第一輛在太空打開的英國登陸車，它就像一只小鼴鼠，不僅能探測地表，甚至還可以掘地1米。而攜帶"獵兔犬"2號的"火星快車"比家用冰箱大不了多少。不過，這可是歐洲第一次飛向另一顆行星的行動。它上面帶有地表穿透雷達，可以"感覺"到冰凍、貧瘠的地表深處。通過它們的工作，人們或許能夠解開千百年來的懸案︰火星是否存在或曾經存在過生命。但令人遺憾的是，沒多久"獵兔犬"2號就失蹤了。至今，科學家還沒有它的消息。
倒是後來的美國"勇氣"號，不僅成功登上火星，而且很快向地球發回了清晰度極高的數據圖片。
火星生命再露曙光
"奧德賽"的火星之旅
挫折不可能泯滅人類挑戰未知的欲望，相反卻使探索火星的計劃更加縝密而細致。
在接下來的2001年4月7日，"奧德賽"火星探測飛船的順利發射升空，開始了又一次漫長的火星之旅。"奧德賽"除配備輻射探測裝置外，還載有用于測定火星化學成分和礦物質分布的儀器，並肩負著確定火星上是否有水存在的探測任務。它進行的是一次非著陸探測。2001年10月，"奧德賽"號火星探測器在歷經200天、航行2.86億英里之後正式進入火星軌道。誠如所料，該飛船成功進入火星大氣軌道並傳回大量的觀測數據。
當年3月初，美國太空總署公布"奧德賽"首批觀測數據顯示，火星南半球上有冰水存在的跡象。接著，美國太空科學研究人員又相繼剖析了"奧德賽"火星探測船發回的數據，結果發現火星表面不深的地方，可能埋藏著多得"超出想象"、以冰凍狀態存在的水，足以支持人類將來在火星進行探險活動。天文學家指出這是一個具有重大意義的發現，不僅有助于人類挑選未來登陸火星的位置，而且有助于尋找火星過去甚至現在的生命跡象。
水︰震驚世界的發現
太空專家研究指出，火星地下冰凍水的水域面積達到57441平方公里、水深281米，比容量4875立方公里的美國密執安湖兩倍還多。如果換算成面積為4583平方公里、水深18.6米、湖水容量85.4立方公里的青海湖，則足以填滿超過114個青海湖。
美國康奈爾大學天文學家貝爾在《科學》雜志就火星藏水量撰文推斷，"奧德賽"發現的冰凍水可能僅是冰山一角。長期以來，研究火星的科學家曾就火星是否藏有冰凍水費盡心思。特別是1997年，天文學家透過火星表面上的峽谷和海床般的地形，推斷火星曾是一個又濕又熱的星球。現在火星變得又干又冷，表面溫度僅零下53度，專家對"水到哪去？"大感興趣。冰凍水的發現，讓人類在認識火星上又前進了一大步，但許多科學家為此所付出的青春年華卻鮮為人知。貝爾表示，為了搜集這些數據，很多"奧德賽"研究員已經等了超過15年。
根據初步估計，火星地下含冰層的深度隨緯度不同而有所差異。在火星南緯60度地區，表面之下60厘米處就是含冰層。南緯75度地區的含冰層相對較淺，距離火星表面僅30厘米。除南半球外，火星北半球也有類似的地下含冰層。以質量測算，火星含水層中冰凍水比例可能達到20%至35%。
在火星上發現水，水又恰是生命誕生的泉源，于是火星生命的存在與否又成了一個空前的焦點話題。誠如美國國家航空航天局的負責人所說︰"我們將沿著水的痕跡繼續在火星上尋找生命。"
火星生命爭論再起波瀾
新證據
人類在探索火星的同時，也從另外的角度為火星生命存在的可能性尋找證據。
2000年12月4日，美國航空航天局(NASA)發布了一張由火星"環球探測者號"衛星拍攝的火星沉積岩照片。有關專家就此判斷，數十億年前，火星上曾有湖泊存在，在這里或許能找到生命遺跡。
根據這張照片，美國太空研究人員表示，照片上的沉積岩層和地球上因水流形成的沉積岩層十分相似，而這些岩層的年代在至今大約35億至43億年前，因此它很可能是干涸的"馬丁湖"的湖床。這樣的推論進一步證實了火星上有生物的猜想。由于火星是目前所知自然環境和地球最為接近的行星，而水則是生命起源不可缺少的重要因素。雖然火星現在非常寒冷，但如果確實存在過地表水，則火星生物將更具可信度，甚至可能在這些沉積岩層中發現火星古生物的化石遺跡。
對于NASA的這一發現，我國行星研究專家、紫金山天文台研究員王思潮表示，如果火星上真的有生命存在，不僅是在除地球以外其它地方首次發現生命，從而證明生命的普遍性，而且還對人類研究火星生命環境變化的發展，為人類保護地球提供寶貴的借鑒。王思潮認為，人類完全有可能"激活"火星的生命環境，使它變成第二個地球。"不過，我估計老年人恐怕是看不到這一天了，現在的中年人有15%的可能性，而剛出生的嬰兒最可能看到這一幕"。
2001年2月26日，美國國家航空航天局又宣布，科學家們發現了在火星上可能存在原始微生物的新的有力證據。該局在一份聲明中說，一支國際研究隊伍對一塊在南極發現的火星隕石進行了檢測，結果在石內發現了呈長鏈狀排列的磁晶體，這樣的排列形狀只有在微生物的作用下才會形成。
聲明說︰"我們發現的這種長鏈是微生物作用的產物。如果沒有有機體的作用，這種磁性長鏈立即就會因磁力崩塌。 "鏈中的每個磁晶體都是一粒非常細小的磁鐵，而磁鐵是鐵的氧化物，就像鐵銹一樣。
持反對觀點的人很多，美國首席生物學家佩斯謹慎地認為，在火星找到生命的可能性不大。因為在人類所處的太陽系，除了地球以外，還沒有哪個星球擁有適合生命存在的條件。但他補充，或許高達27500米的火星奧林匹斯山下的土壤，可以幫助地下水進行循環，這是火星生命可能存在的最好地方。
另闢蹊徑
科學家期望，在世界上海拔最高的湖或許能夠提供同樣的研究線索，因為它與火星具有類似的外界環境。當然，位于南美利坎卡武爾火山山頂的一座湖是比較適合的對象。它海拔大約6000米，是世界海拔最高的湖，幾乎一年到頭結冰。
2002年，一個由10人組成的研究小組對它進行了兩天的研究。他們把一些特殊金屬板放到了湖中，用來測量紫外線對湖中的生物體的影響。科學家認為，弄清楚利坎卡武爾火山生物體如何自我保護，將會有助于理解地球早期生命的生存方式，這對研究火星早期的生命現象可能同樣有幫助。
"如果35億年前火星上存在生命，這些生命極有可能使用與利坎卡武爾火山生物體賴以生存方法類似的防御機制。 "研究小組負責人納塔莉•卡布羅爾說。而且他們認為在這里進行的實驗，是"非常有前景的"。但要得出結論，還需要一年多的時間來等待回收小組對實驗室里沉澱物和水樣本的分析結果。
另一方面，加州理工學院的科學家說，一萬三千年前飛墜地球的一塊火星岩石，雖然穿越地球大氣層化成火球，但火星岩內部的溫度仍保持適中，足以令細菌等生物、甚至植物種子維持生命。由此推斷，地球上生命不一定源于本土，可能來自外太空。
人類登上火星還要多久？
秘密載人計劃
火星上的生命之謎激起了世界科學家征服火星的強烈欲望。為了實現人類登上火星的夢想，美國、俄羅斯、歐洲的科學家正雄心勃勃的制定各自的計劃。
早在15年前，美國宇航局就提出了"人類登陸火星"設想，這種設想已經擴張成一個詳細的《90天報告》，該報告提出，從地球前往火星的載人飛行可能將耗資4500億美元，需要建一艘像足球場一樣長的核動力太空船，需要在里面裝載上足夠人類往返火星一年途中所必需的各種生活設備和運行燃料。近兩年來，NASA又提出了多種載人登陸火星計劃可行性報告，包括利用火星的兩個衛星做火星空間站，從上面再轉道飛往火星等。
飛行過程中循環利用將成為主要難題。因為飛船不可能帶足所有船員需要的食物和水，盡管人類目前的循環利用技術能勉強維持，但還沒有足夠的信心確保萬無一失。這樣的長途旅行會對宇航員造成什麼樣的心理壓力？人們能在狹窄閉塞的空間里融洽地相處兩三年嗎？要不要配備女性宇航員？女性的加入是否能協調氣氛？宇航員到達火星後需要用到什麼設備和技術？誰應該第一個把腳印印在火星上？他或者她代表美國人還是地球人？一個個問題接踵而來。在沒有把這些問題弄清之前，登陸火星顯然是不現實的。不過，有人建議︰第一支登陸火星的隊伍里應該包括一個最貧窮國家的公民代表，他或者她應該是第一個踏上火星的人，這一象征性舉動也許能給地球上貧窮的兄弟們一種心理安慰。
知道火星有大量的水是一回事，能把它們挖掘出來變成可飲用水或者火箭燃料又是另外一回事。此外，首批宇航員必須依靠火星冰層中的氧和氫制造返回地球的火箭燃料，最好一次成功。因為在遙遠的火星上，大自然可能不會給你第二次機會。當然，登陸火星絕不是一件簡單的事，它需要世界各國科學家的聯合和協作。
勃勃雄心
多年來，俄國人不聲不響地默默為登陸火星努力著。在2002年7月5日,俄科研人員在其擬定的方案中建議，由有關各國的同行共同挑選航天指揮員、副駕駛員、隨航工程師、醫生各一名，航天科學家兩名，組成火星考察隊。
這些考察隊員最好是45歲至55歲的男性，他們的訓練計劃應在2014年前結束。與此同時，航天機構將把一艘大型載人飛船和一艘貨運飛船發射至國際空間站附近。2015年前後，火星考察隊將駕駛載人飛船飛向火星。而載有考察物資的貨運飛船將沿著另一條較短的路線飛抵火星。
俄航天專家指出，之所以組織火星登陸是因為美國"奧德賽"火星探測器發現在火星部分地區距地表10厘米至30 厘米處含有冰凍水。有水的地方有可能存在生命，登上火星的科學家將能夠徹底考證關于"火星生命"的種種猜測。
夢想︰並不遙遠
2000年，美國太空總署公布未來十五年的火星勘探大計︰2005年，發射一枚科學用火星太空飛行器，以超級攝影機拍攝火星表面上小如足球般大的物體。2007年將進行兩項任務，一項是部署一個"聰明登陸者"流動科學實驗台，它配備有可在火星上勘探的二百七十公斤儀器；另一項是無人駕駛小型飛機繞火星近距離飛行，甚至發放氣球。2014年和 2016年，隨著有輪探測車和其他科學儀器準備就緒，火星岩石樣本將可送返地球，一切順利的話，最快可提早到2011 年。
現在，模擬"火星人生活實驗"將在法國和意大利建造的南極工作站-肯考迪婭基地進行。作為地球上最與世隔絕的地方，肯考迪婭南極基地將提供與人類火星任務極端相似的外部環境。肯考迪婭南極基地負責人奧利弗•安格勒對記者說：" 該基地每年有8到9個月的時間都處于完全與世隔絕的狀態，這可以讓實驗者充分體驗與火星飛行任務完全相似的隔離環境。 "
與此同時，法國太空局日前正開始招募25名女性"火星人"志願者，這25名被選出的女性志願者，將于2004 年到位于圖盧茲太空醫學學會的模擬失重狀態的實驗艙內接受"太空實驗"。
事實上，人類登陸火星的4500億經費問題同樣令科學家們感到頭疼。但這沒有難倒美國南卡羅萊納州查爾斯頓著名的投資智囊團"1248協會"，他們想出了一個絕妙的主意。負責人理查德•阿蘭•布朗教授稱，除了政府投資外，人類登陸火星的經費可以通過出售"火星債券"的方法來募集。譬如可以由一家保險公司向公眾出售200億美元甚至更多經費的 "火星債券"，每份"火星債券"價值2萬美元，在100年之內，持有火星債券將不會有任何收益。但是，每份債券的持有者將可以有權獲得40平方英里的火星土地所有權等。
而美國前火箭科學家亞歷克斯•杜肯則稱，發行"火星債券"募錢的方法太慢了，最好是創立"火星彩票"，中大獎者將可以在人類第一次前往火星的旅途中得到一個"免費座位"。
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