NASA确定火星有液态水，你认为火星有生命吗？
如果有，会是什么样子？ 地球的资源在逐渐枯竭，生态系统也受到了不可修复的损害。http://pic1.zhimg.com/v2-e5804bda9bd1834deee7700f5af98cc6_r.jpg?source=1940ef5c
假如这种情况不能有效地缓解，地球将终有一天不再是人类适宜居住的家园，所以及时地寻找其他宜居星球十分有必要，而火星似乎一直是人类的首选。
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火星是太阳系中四颗类地行星之一，有地球的孪生兄弟之称，它是太阳系中仅次于水星的第二小的行星，火星和地球有许多相似之处，在天空中也异常明亮，所以火星自古以来就是备受关注的行星，也是近些年人类探索的热点之一。
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火星和地球都属于岩石行星，有着可着陆的地表，虽然火星表面的最低温度有点恐怖，但它的高温却可以达到15℃，非常适合地球的生物，同时地球的自转周期为23小时56分4秒，火星是24小时37秒，和地球几乎相差无几，完美地贴合了地球生命的作息特征。
与此同时两者的自转倾角也十分相像，使得火星也拥有明显的四季变化。
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正因如此，火星被称为下一个殖民地的首选，不过当火星探测车传回火星照片时，我们看到的景象却更像地球上的戈壁荒漠，只有一片荒凉，同时火星地表如今没有液态水，十分干燥，但火星探测车却发现了被河流冲刷过的平原与鹅卵石。
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种种迹象表明，火星最初并不是现在的景象，在最初的数亿年中，它可能拥有过海洋与河流，同时被大气层保护着，自然环境甚至比现在的地球还要宜居，火星又是如何到现在这一步，发生了翻天覆地的变化呢？
据英国《卫报》报道
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近日一份由法国科学家刊登在《自然.天文学》杂志上的研究表明，火星在数亿年前可能存在过一个由微生物组成的地下世界，它们属于嗜氢的甲烷微生物，正是它们深刻地影响了火星的气候，把宜居的火星变成了寒冷的荒芜之地，并引发了自身的集体消亡。
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该研究作者是法国索邦大学博士后研究员索特雷，他和他的团队通过已知的火星地壳和岩层数据建立了复杂的模型，他们认为当时的火星水资源充沛，是一个宜居的世界，同时火星的土壤为微生物提供了防辐射的屏障，使得火星地表下开始大量产生嗜氢的甲烷微生物。
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研究表明，这些嗜氢并排泄甲烷的简单微生物大约出现在37亿年前，与原核生物在地球原始海洋扎根的时间相同，不过火星距离太阳稍远一些，所以接收到的热量较少，均温大概维持在-10℃-20摄氏度之间，大气中富含二氧化碳和氢，这两种气体在火星都属于高效的温室气体。
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火星上更凉爽，所以需要这些温室气体来维持舒适的温度，但这些早期的微生物让事情发生了变化，它们开始吞噬氢气并产生甲烷，虽然甲烷在地球上是一种强效的温室气体，但相对于火星而已，甲烷的温室效应较弱，会带来净冷效果。
一边是氢气的减少，一边是甲烷的增加，火星的气候开始加速变冷。
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随着火星冷却，地表的水开始变成冰，表面温度降至-60℃，不再适合微生物繁衍。但地表深处仍然是温暖的，于是微生物开始向地下迁徙，起初它们可能直接生活在火星的沙质表面下，后来数亿年内温度持续下降，它们被迫撤退到1公里的深度。
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只有在某些地势较低，还算温暖的区域，它们的栖息地才比较靠近地表，研究人员确定了三个位置，它们分别是位于南半球中纬度的Hellas Planitia和赤道以北的Isidis Planitia，这是两个低洼平原。
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另一个地方则是NASA的毅力号火星车正在搜寻的区域：杰泽罗陨石坑。
火星大气层中目前还存在微量甲烷，这表明那群嗜氢微生物可能在地表深处中仍有残留，这就需要对火星深处进行更详细的探索。
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不过如今的火星大气层非常稀薄，这些微生物要想继续生存就必须切换能源，而火星的一些地质活动恰好能提供类似的能源层，要想找到它们，就要定位火星地壳中任何潜在的可居住性绿洲，未来发射更多的火星探测器之后，将有望验证这一猜想。
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与此同时科学家也看到了另外一些问题，生命可能不具有固有的可持续发展特质，它们可能会在自身与宿主世界的交互作用中使自己灭绝。
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宇宙中或许会随机出现生命，同时又因为没有可持续性而很快消亡，人类目前对地球的所作所为也不具有持续性，嗜氢微生物或许对人类的发展也是一个警示。 火星上存在过液态水已经锤实，但请注意存在过和存在的区别。
如果跟随毅力号火星车降落在火星表面的杰泽罗（Jezero）陨石坑，满目皆是的黄沙碎石，荒芜死寂。
但是盆地边缘一些层状的岩石可能会令人惊喜，它们如同书页一般诉说着火星曾经的湿润岁月。
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杰泽罗（Jezero）陨石坑，来源【参考文献1】
37亿年前，这里也曾是一片波光粼粼的千里碧湖，一条小河源源不断地将上游的水和泥沙注入这个大湖。暴雨时期，小河也会变得暴躁，携带着砾石一泻而下，逐渐停积在这片碧波之下，火星早期的景象与地球某些地方上演的场景别无二致。
2021 年 2 月 18 日，美国宇航局毅力号火星车降落在杰泽罗陨石坑，从陨石坑内部拍摄的沉积岩层的图像首次证实，火星确确实实曾经存在湖泊、河流、蒸发等水循环。
而在此之前，火星曾经存在水系都是通过卫星遥感影像的推测。
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杰泽罗（Jezero）陨石坑沉积岩层，来源【参考文献1】
美国宇航局的毅力号科研团队对杰泽罗陨石坑露头的高分辨率图像进行处理和组合之后，层状的岩石展露在科学家的眼前，这些层状的沉积岩层形成的环境类似于地球河流三角洲，当河流注入湖泊时，水流携带的物质会在河口三角洲一层一层的沉积下来，形成沉积扇。
如果仔细观察杰泽罗陨石坑三角洲的图像，我们会注意到一层由大石块和鹅卵石组成的粗颗粒岩层镶嵌在三角洲沉积岩层的最顶层。一些巨石宽达 1 米，重达数吨，科学家推测这些巨大的岩石一定来自陨石坑之外，很可能来自于陨石坑边缘或者是更上游的基岩。
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杰泽罗（Jezero）陨石坑沉积岩层，来源【参考文献1】
这些椭圆形的巨石诉说着火星上山洪暴发，激流奔腾的往事。
火星洪水的威力足以将上游数十英里的巨石卷起，随山洪倾泻而下。据推断，要携带这些巨砾，洪水每秒流速可高达 9 米，每秒流量需要高达3000 立方米。
而在粗颗粒的砾石层下方，则是更早沉积的细颗粒沉积物层，表明在大部分时间里，古老的湖泊都由一条缓缓流动的河流补充水量，直到气候的剧烈变化，在湖泊历史结束时或接近结束时发生偶发性洪水。
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杰泽罗（Jezero）陨石坑，来源【参考文献1】
当火星气候环境突变，湖泊干涸，数十亿年的风侵蚀将三角洲的沉积岩层剥蚀出露，才形成现今的景观。
层状的沉积岩层在地球上随处可见，它们通常是岩石颗粒经水流、冰川的搬运作用，到一定地点沉积下来，受到高压的成岩作用，逐渐形成岩石。沉积岩保留了许多地球的历史信息，包括有古代动植物化石，沉积岩的层理有地球气候环境变化的信息。
同样地，火星沉积岩也可能包含揭示火星秘密的钥匙，科学家们希望在这些沉积岩中发现火星气候发生突变的线索。
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杰泽罗（Jezero）陨石坑沉积岩层，来源【参考文献1】
杰泽罗陨石坑曾经是一个湖泊，这一点已毋庸置疑。
那么，火星的湖泊为何消失了呢？
宇宙万物，终将逝去，唯有死神永生。
每颗星星都有生死轮回，无法避免。恒星燃尽自己的燃料之后变成红矮星，不再发光发热。行星内部的放射性物质消耗殆尽之后，也就不会产生能量，随之而来的就是内部逐渐冷却凝固，岩浆不再活动。
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地球和火星，来源网络
相比地球，火星要小很多，它只有地球体积的38%，这意味着它冷却的速度要比地球快很多。大约31亿年前开始，火星内部逐渐冷却凝固，岩浆活动越来越弱。而岩浆活动与磁场的产生息息相关，凝固的火星内部无法产生固定的磁场，这些磁场本来像护盾一样保护着火星的大气，在它消失后，来自于太阳的电离物质，不断刮走火星上的大气和水分。
另一方面火星因为其个头太小，引力也小，过小的引力无法束缚水和大气，大量的水和大气向外逃逸跑到了太空中。
逐渐消失的大气层导致了火星无法保湿，造成火星气候处于一个干燥的环境中，而这种环境很容易促进氧化作用发生。例如，在比较干燥的侏罗纪、白垩纪时代，我国西南地区形成了大量红色的沉积岩，地质学家将其称为“红层”，这些红层就是因为铁离子的氧化形成的。
相比地球，火星地表的岩石含有更多的铁元素。火星外壳岩石中的铁元素与水发生氧化反应，形成呈红色的三价铁离子，将水锁在火星表层，科研人员估计火星上的岩石锁住的水分要比地球上的岩石多25%。
这个过程加剧火星表面水的消耗，数十亿年之后，火星表面变得荒芜一片，也造成整个火星地表呈现红色。
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地球和火星，来源网络
但是湖泊意味着水，水是生命之源，火星车曾经有孕育出生命的条件。
但火星是否存在过或存在生命，这个问题还存疑。
如果火星存在过生命，在火星的沉积物中保留火星生物的化石不无可能，如果能找到有机物化石，人类是该惊喜呢？还是恐慌呢？
2017年上演的科幻电影《异星崛起》提供了一种火星生命存在的方式。
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《异星崛起》电影场景
但是电影中上演的火星干细胞演变成异形的场景会发生在现实吗？这也是科学家关注的一个科学伦理问题。
随着中美两国加紧对火星的探索，未来十年，火星岩样和土壤样本肯定会出现在地球上,如果火星上真的存在未知某种微生物，它会不会污染地球生态系统呢？
美国宇航局正在执行的火星样本返回任务（MSR）计划将毅力号采集的火星样品送回地球。他们拟定的计划是将火星样本封装在一个锥形的太空舱。然后发送回地球，进入地球大气层时，太空舱将忍受一次高温的灼烧，最终自由落体降落在美国犹他州测试和训练范围内的干燥湖床上。
尽管降落时的速度约为每小时150公里，但该太空舱的设计将保持火星样品完好无损和封闭。然后由科学家放置在类似火星环境的实验室中，采用各种措施（多层去污措施，空气过滤系统，负压通）以确保地球生态和公共安全风险“极低”。
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火星样本返回任务（MSR）模拟图，参考文献2
但是还是有科学表示担心，毕竟我们人类对火星的了解实在太少，将火星样本放在太空站研究比降落地球靠谱多了。
美国天体生物学家史蒂文·本纳（Steven Benner）表示没有必要有这种担心，因为火星陨石在地球上很常见，而且每年约有500公斤的火星陨石降落在地球上，如果火星真的存在生命，那么这种污染早就发生了。
参考文献1：Nicolas Mangold, Perseverance rover reveals an ancient delta-lake system and flood deposits at Jezero crater, Mars, Science (2021). DOI:10.1126/science.abl4051
参考文献2：https://www.scientificamerican.com/article/controversy-grows-over-whether-mars-samples-endanger-earth/ 谢邀，我是中国科学院院士欧阳自远。这个问题，我在参加中央广播电视总台央广中国之声、央视频和中国科协青少年科技中心联合推出的大师课堂《科学家讲科学》中也讲过，在这个问题下也做一些延伸。现在跟广大网友分享下感兴趣的话题：火星既然有水，那到底有没有生命，以及我们人类正在进行的与火星相关的探测和研究。
火星在类地行星中与地球最像。太阳系有八大行星，就像太阳系家族的兄弟姐妹，距离太阳较近的4个（水星、金星、地球、火星）个儿都比较小，很像地球，所以叫类地行星；距离太阳更远的4个行星（木星、土星、天王星、海王星）个儿都特别大，表面都是气体，非常像木星，有很多卫星，所以叫类木行星。在类地行星中火星与地球最像，因为它是地球的近邻，所以它的表面环境是最接近地球的。火星和地球都会自转和公转，倾斜角度也差不太多，因此都会产生四季变化。
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地球大气成分主要是氮气，大约21%是氧气，还有其他一些气体；而火星大气的密度非常低，只有地球的1%，因此表面的空气非常稀薄，大气中95%是二氧化碳，人们是不能在火星上呼吸和生存的。
地球有一个卫星，就是月亮，火星却有两个小卫星。月亮是一个小天体撞地球，使地球的碎块汇集起来最后变成了月亮，所以月亮是地球的女儿。我们曾做过“基因”亲子鉴定，它们来源都是一样的，所以月球一直伴随着自己的母亲经历了45亿年的漫长日子，月球一直护卫着自己的母亲。它表面被小天体撞得坑坑洼洼的，以微弱的身躯抵御了太多小天体的撞击。
火星有两个小卫星，直径大一点的卫星约54公里，直径小一点的卫星只有30公里，而月球的直径是2480公里，比它大多了。火星的两个卫星是在太阳系里刚好走到火星附近，被火星“抓”起来，当成自己的“养子”。这跟月球的成因完全不一样。
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在太阳系八大行星中，目前只有地球发育了生命，建立了文明社会，简直就是宇宙奇迹，别的天体上都没有发现生命。比如，金星上表面温度很高，大气密度很大，有90多个大气压，假如在金星表面人都会被压扁；再靠近太阳的水星，表面温度很高。地球因为有春夏秋冬四季变化，气候又比较温和，大气层也比较密集。科学家们经过众多比较，发现在类地行星中，最像地球的还是火星。
从1877年开始，许多天文学家利用天文望远镜观察火星，发现火星表面有许多直线，认为这些都是火星上的沟渠，是火星文明的证明。直到1960年，人类开始探测火星，寻找火星上的生命痕迹，至今，人类仍在尝试解开关于火星的更多奥秘。目前，中国准备2030年着陆火星并且从火星上取样返回。
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火星表面真的有水吗？
2022年5月，我国天问一号任务火星车“祝融号”探测火星时发现了含水矿物，说明着陆区可能含有大量以含水矿物形式存在的可利用水。一般来说，含水矿物中水分子的含量是百万分之几，但是这没有实际的意义。比如石膏也是含水矿物，谁会用石膏熬水呢？这种水没有什么利用价值。
但是，这意味着火星表面可能曾经存在过完整的水体，和地球一样，可能有河流、湖泊、海洋,而现在只在火星南北极发现了一些干冰，那么火星的水都去哪了呢？首先，火星比地球离太阳更远，这导致它的年平均温度几乎都在零下，大部分时间很寒冷，所以火星南北极有一些冰，没有活动的流水。后来，有研究团队探测到火星可能存在地下水，据此推测火星的水都钻到地下去了。另外，火星的引力比地球小，可能导致火星的水发生“逃逸”迹象。
火星是否曾经孕育过生命？
100多年前的天文学家曾用望远镜观察火星，发现火星上有疑似灌溉用的运河，这使得人类展开了一系列对火星文明的幻想，这些都是对火星文明的误读。从1960年起，人类开始集中力量探测一个问题：火星到底有没有生命？或者说是否曾经孕育过生命？凭什么只有地球有生命？我们的地球不是孤独的，火星也会有生命的，那么生命到底是如何来的？它是如何演化的？
在中国探索火星之前，人类一共向火星发射了56个探测器，其中发射成功的只有40次，大概成功率71%。人类探索火星的任务主要有三个：第一，探测火星有没有生命；第二，研究火星有哪些基本的科学问题；第三，研究怎么能够改造火星,让它变成第二个地球。
既然火星这么像地球，而地球又存在着太多的潜在威胁，未来是不是改造火星像地球一样宜居。6500万年以前，一个10公里大小的天体撞上了地球，在墨西哥半岛冲击出180公里巨大的撞击坑，引起全球大火，进而引发巨大的海啸。另外，撞击产生的尘埃飞溅到整个平流层，遮住了太阳，面积相当大，地球的表面因此变得特别寒冷，整个生态环境彻底崩溃，直接导致地球上以恐龙为代表的近100万个物种灭绝。
我们找到了全部的证据，就在西藏拉萨附近。因为6500万年以前，拉萨一带还没有出现喜马拉雅山脉，而是一片海洋，以后再慢慢地抬升起来，海洋消失，山地隆起。而6500万年以前降下来的尘埃和撞击产生的玻璃物质，都沉降到海底，最后积累了一层大概一公分厚的撞击产物。中国在修建青藏公路时发现了这些撞击产物，我们找到了全部的证据，证明当时的年平均温度下降了16度，这是一场巨大的灾难。
长期以来，科学家们研究火星，比较一致的意见就是各个流派的假说，火星曾经有海洋上，水深可达100米或者接近100米，但是现在都没有了。
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后来又发现火星有甲烷，我们人类生活会释放甲烷，一定是有生命释放的甲烷。美国好奇号在火星发现大气中甲烷的浓度是变化的，但是没有得出结论是生命物质来源的甲烷，还是非生命物质来源来源的甲烷。我们可以做甲烷的碳同位素，可以分出几类来。假如我们发现了有生物成因的碳的话，可能火星上曾经有过生命，这是很重要的一个办法。
科学发现要讲究证据，我们都做过这些工作，后来还是不敢确定，但是有一件事情激发了科学家的兴趣，就是火星陨石。人类现在一共找到大约400块来自火星的陨石。
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我也收集了很多火星上掉下来的陨石，通过观察许多火星的陨石截面，可以看到有如细菌、病毒形状的轮廓，但是它们早死了，只有一个形状，也就没有了证据。由于没有检测到这些初级生命的遗传物质，所以这并不能证明火星曾孕育过生命。
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直到2011年，一颗火星陨石坠落到摩洛哥的沙漠里，我国科学家将这块陨石买回国做研究。经分析发现，这块火星陨石内有星星点点的纯碳颗粒，通过对这些纯碳颗粒的同位素分析，证明了这些纯碳来源于生命。这些来源于生命的纯碳确凿地证明了火星曾经有过生命，这是一个重大的发现，它为我国科学家带来极大的鼓舞。
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最后我们要发表文章，但是因为美国好奇号也在干同样的活，他们在火星上我们是在地球上做火星的石头，美国人不允许中国发表。后来我们只能在欧洲发表了这篇文章，证明火星早期它有过生命形成的碳，这是个重大的问题。火星可能曾经有过生命，这个证据是铁证如山。火星最多可能是最早有初等的原始生命，但是绝对没有火星人，生命没有发展到那么高级，以后也就再也没有生命活动了，昙花一现，后来就消失了。
登陆火星有哪些困难？
全世界的科学家开过几次会，大家下决心要把火星改造成第二个地球，使我们人类有两个地球可以栖息。后来，召开了火星探索国际会议，大家提出了初步方案。首先要提高火星表面的温度，再增加大气的浓度，慢慢建立火星的表面生态环境，然后让火星的产生农业和林木业，解决粮食自给，逐步地搞一些工业建设，最后实现地球人可以移民到火星，让火星变成另外一个地球，这是科学家梦寐以求的事情。
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相比于载人登月，载人登火星的困难主要在两个方面，一是距离问题，二是周期问题。地球距离月球38万公里，登月耗时5天，而地球距离火星最近的时候也有4000多万公里，至少要飞7个月。
在登陆火星周期方面，为了选择登陆火星的最佳距离，火星与地球之间呈现一个锐角，探测器和火星沿着各自的轨道运行（如下图）。由于火星与地球都是围绕太阳公转，大约需要26个月才有一次发射机会。也就是说，假如错过了这次去火星的机会，就必须再等26个月才能有下一趟登火星旅途。
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因此，登陆火星会出现一系列的困难，比如物资运输问题、供氧供水问题以及人的心理问题。你会比较孤单，要两年零两个月才有一次机会迎来新的人到来。
我们现在正在想一个办法，循环产生氧气和水，这已经有比较好的技术方案，以后建设月球基地就可以长期的供应，也可以从月球出发，因为月球的引力只有地球的1/6，也就是发射火箭所用的能量也只需要从地球出发耗能的1/6，这既省劲又方便。
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人类未来向星辰大海挺进
与太阳相距最近的恒星名叫比邻星，所谓“天涯若比邻”，但以人类现今的技术，到比邻星需要3万年以上，换言之，现在的人类飞不出太阳系。因此，一定要把太阳系的问题彻底搞清楚。由于人类至今尚且没有能力进行“星际穿越”，所以人类未来的主要方向和任务是向太阳系的星辰大海挺进，排除、规避地球面临的一些威胁、危害，让地球永远幸福安康地生存发展下去。
人类也许要通过几个世纪的努力，将这个贫瘠的行星改造成为一个拥有蔚蓝色的天空、绿色平原、蓝色湖泊和生态环境友好的一个新世界。这样地球和火星共同成为人类社会持续发展的姐妹共同体。这是人类科学家们的梦想。
对于火星探测和改造将是个漫长且温和的过程。在另辟人类栖息地之余，还需要保护好当下的栖息地，但也不要过于杞人忧天，太阳寿命尚且还有50亿年，消耗完地球资源也要很长一段时间，那个时候，人类一定有办法。 2020年7月下旬到8月初是探测火星的“发射窗口”，阿联酋的希望号已经率先出马，中国天问一号和美国毅力号也将紧随其后。美国“火星2020任务”的科学目标之一就是确定火星上是否有生命。在数十年前，美国国家航空航天局“维京任务”的生物标记实验得出了存在生命的结果。尽管官方报告称其没有提供明显证据，但至今仍有科学家没有放弃火星生命假说，更有甚至提出了惊人的假设——“火星蘑菇”。究竟谁是谁非，或许毅力号的探寻之旅将给我们答案。
撰文 | 小叶
2020年地球命运多舛，但灾祸没有阻挡住人类探索太空的脚步。7月20日，阿联酋的“希望号”（Hope）率先出发，中国的“天问一号”、美国的“毅力号”（Perseverance）很快将紧随其后，带着人类科学家的美好期望，奔赴5500万公里之外的红色星球。
考察火星上的生命踪迹是此次探索的一个重要科学研究任务之一。虽然火星上没有“火星人”，但是否存在低级或者原始生命形式，能否为解释生命起源提供思路，一直是科学家们孜孜以求的问题。在火星生命探索的历史上，要属美国国家航空航天局（NASA）经验最为丰富，此前他们并没有给出特别明确的说法。可是，却有科学家始终坚持说Yes。
一切始于半个世纪前的“维京任务”
从上世纪60年代起，NASA就把目光瞄准了这颗红红火火的“战神”星球。从1964年的水手四号（Mariner 4），1969年水手六号和七号先后飞掠火星，一直到1971年和1972年水手九号的轨道任务，NASA步步为营，始终坚持对火星的深入探索。事实上，在 “太空竞赛”后期，NASA的下一个目标之一就是让宇航员登陆火星。
时间到了1975年，NASA正式启动“维京任务”（Viking Mission，也被称为海盗任务）。正如中世纪时，野心勃勃的维京人扬起风帆，从斯堪的纳维亚半岛出发，凭借着惊人的勇气和毅力，足迹踏遍欧洲大陆以及北极辽阔的疆域，创造了“维京时代”。两艘维京号探测飞船承载着地球人的壮志，一探“战神”究竟，除了了解火星的气候地质属性外，另一目标就是寻找生命踪迹。
该年夏季，两艘太空飞船先后奔赴火星，经过一年的飞行，维京一号着陆器于1976年7月20日率先登陆火星克里斯平原（Chryse Planitia）西坡，而维京二号于9月3日登陆4000英里外的乌托邦平原（Utopia Planitia）。
“维京”这一称号似乎赋予了此次任务无与伦比的顽强“维京精神”，原本计划90天的探索任务，轨道器和着陆器的使用寿命都远远超过了设计预期。尤其是维京一号轨道器，在火星轨道上“勤勤恳恳”工作了四年之久。随着气体燃料的逐渐耗尽，整个探索任务在1983年5月21日正式划上句号。
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维京着陆器由五个基础部分组成：着陆器主体；生物防护罩和底座；机身；底盖和降落伞系统；以及着陆器亚系统。携带的仪器用于着陆器主要科学研究目的：生物研究、化学成分分析（有机与无机）、气象、地震学、地磁学以及地貌、火星表面和大气物理。丨图片来源：NASA
寄予厚望的“维京任务”生物实验
在执行任务期间，着陆器上的科学仪器获得了比预期更多的数据。展开的生物实验包括气象质谱实验（GCMS）、气体交换实验（GEX）、标记释放实验（LR）和热解释放实验（PR）。另外，维京任务期间还拍摄了很多质量精良的照片，其中着陆器拍了4500张，轨道器拍摄了52000张。着陆器提供的照片让地球上的人们第一次近距离看清了火星荒凉的表面。
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维京一号着陆器拍下的首张火星表面彩色照片丨来源：NASA/JPL
在上述四大生物实验中，生物学家们对标签释放（Labeled Release，简称LR）实验项目寄予厚望。具体实验过程并不复杂，维京一号和二号着陆器收集火星土壤样本，然后将一滴稀释过的营养液注射入样本中，然后检测土壤上方的空气中是否会出现代谢副产物。在注射之前，营养物质已经加入放射性碳14标记。如果土壤中存在的微生物对营养物质产生了代谢作用，那么它们应该会释放出放射性副产物，比如带标记的二氧化碳或者甲烷。
在发射维京号太空飞船之前，研究人员在地球各地的极端环境下——从死亡峡谷到南极洲——不同陆地土壤中检测了实验方案。每一次实验都是阳性结果。同时，研究人员还一一做了对照组实验，将样本加热到160℃的高温，以杀死所有的生命形式，然后重复实验操作，结果每一次实验都是阴性结果。为了确认实验过程不会产生假阳性结果，研究人员还用到了已知的无菌土壤样本，比如来自月球的岩石样本和冰岛附近萨特西火山岛上的土壤样本，最终产生了预期的阴性结果。
研究人员满怀信心地期待着维京一号和二号在火星上的实验结果。然而，让他们没有想到的是，这场实验竟然成为了史上最具争议的火星实验，还让NASA在接下来的近50年内对此实验采取了闭口不谈的态度。
从最有希望的实验到最富争议的实验
LR实验的首席研究员是Gilbert Levin博士。Gibert Levin一生经历丰富，曾在第二次世界大战期间服役于美军海军，又在马里兰卫生部担任过公共卫生工程师，并且成立了自己的生物技术公司Biospherics Research Inc.（现Aikido Pharma Inc.），1963年他在约翰·霍普金斯大学工程学院获得环境工程博士学位。他的发明获得了不少专利，尤其是对探测微生物的创新性方法引起了NASA的注意，因此后者在70年代初与他签订了一系列合同，邀请他开发适用于太空任务的地外生命探测实验方案。
Gilbert Levin的同事Patricia Ann Straat，也来自约翰·霍普金斯大学。当年Straat在霍普金斯当助理教授，研究分子生物学和酶系统。Straat在电视上观看了1969年月球登陆，心里向往着能够参与NASA宏大的太空探索计划，而当时Levin设计的实验正好被NASA选中，成为“维京任务”的生物实验之一，两位志同道合的科学家一番交流之后，Straat被LR实验深深吸引，随即加入团队。
她至今都不能忘掉在加州的JPL实验室和整个团队一起观看维京号着陆的场景，“当时在场的一半人都觉得着陆器可能会坠毁，但突然之间一个响亮的声音传过来：‘我们安全着陆了’，大家都高兴坏了。”她回忆道。而接下来LR实验的最终结果让两人更加激动不已。
在1976年发表在《科学》杂志上的论文中，Gilbert Levin和Patricia Ann Straat详细汇报了火星生命探测实验的所有结果。论文中提到，在向火星样本中添加了含有放射性碳14的营养物质之后，两个相距4000英里的着陆地点土壤测试均检测到相似的放射性气体释放。为了排除火星强烈的紫外线辐射可能产生的假阳性结果，着陆器还专门选择了埋在岩石下方的土壤样本，同样得到的阳性结果。土壤中的“活性”响应在18℃时表现稳定，加热3小时温度提升至50℃时活性减弱，而160℃的无菌火星土壤样本则作为对照组显示出阴性结果。
但是，除了LR实验，同期的其他实验，比如气相质谱实验，并没有在着陆地点附近发现有机化学的痕迹——争议由此展开。NASA最终的官方报告表示：“在着陆点附近的土壤中并没有提供明确的证据表明存在活着的微生物。”而且，NASA自己实验室的科学家也无法复现Levin的LR实验结果。
另外，根据NASA的解释，火星具有自我杀菌功能。参加任务的生物学家认为，充满火星表面的太阳紫外线辐射，加上极端干燥的土壤，以及土壤化学的氧化属性，三者结合起来会阻止火星土壤中形成活的生物体。因此，断定火星生命存在尚有争议。
在NASA看来，LR实验发现的模拟生命活动可能是未知的化学反应。而Levin和Straat当时也认为LR结果可能也并不明确，因此在报告末尾表示：“目前没有化学实验能够定量地重复LR火星数据，尽管存在（非生物学）假设理论，最合理的可能性仍是我们在火星上观测到了生命活动。”
在接下来的几十年里，随着NASA展开更多的火星探测任务，利用更加先进的技术手段，科学家对这颗星球的认识也愈发清晰，发现了包括液态水、甲烷等。尤其是2014年，好奇号不仅在大气中检测到高浓度的甲烷变化，还首次确认了火星岩石粉末中包含有机碳等有机分子，可以说是NASA半个世纪来火星探测的最重要发现之一。与此同时，这一结果也让Levin更加坚持当年的LR实验结果。
实际上，从1997年开始，Levin旧事重提，在公共场合频繁发声支持当年LR实验的微生物活动结论。2016年，Levin和Straat在《天体生物学》（Astrobiology）杂志上再次联合发表了一篇观点性文章，根据近年来在火星上的新发现，以及无机物质模仿代谢活动的观点，重新探讨了上世纪70年代的LR实验，认为非生物性物质并不能充分解释LR实验结果，而最佳解释就是火星微生物。
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维京一号的注射实验结果，表明第一次注射之后，土壤样本表现出强烈的放射性*红色（，表明内部存在代谢活动，而对照组土壤样本则毫无反应（蓝色）丨来源：Levin and Straat, 1977, Biosystems. ©Elsevier
Levin在接受媒体采访时表示：“自从我1997年第一次坚定地提出LR实验检测到生命之后，大部分评审期刊都拒绝了我们的文章投稿，我和Straat每年都会在国际光学工程学会大会（SPIE，包含天文学领域）上提交论文，但大部分都被天体生物学家忽视了。”他只能把这些文章放在自己的个人网站上。
Straat作为坚定的支持者，2019年曾接受过《科学美国人》的采访，她说自己最初并不完全同意Levin的观点，但是随着NASA在火星上发现的证据越来越多，她开始觉得当年他们确实发现了微生物生命。“火星上确实发现了一些复杂的有机分子，但是没有发现类似于生命所需要的简单有机分子，比如丙氨酸和甘氨酸”，她讲道。她很期待未来的火星探索实验，希望能够最终证实或者证伪他们当年的实验发现。
对此，NASA的JPL实验室行星科学家Luther Beegle则认为真相其实很简单：维京项目没有在火星上找到生命。“他们做了一堆实验，得到了很多他们无法理解的结果。”鉴于当时NASA对于火星土壤和大气的认识非常有限，他表示应该先从地质学和化学实验开始，而不是一下子就跳到生物代谢活动检测实验，LR实验结果其实很模棱两可。
奇人惊语：火星上长了“蘑菇”？
在火星探测历程中，一直以官方机构和科学家为主，不过NASA会公布他们拍摄的照片，这就给了一些其他科研人员研究的机会。
2015年1月27日，NASA在官网上公布了火星探测器机遇号火星车2004年执行任务期间，在老鹰撞击坑附近拍摄的一张彩色照片，照片上显示火星地表上冒出一颗颗圆形物体，泛着灰蓝色光彩。官方将其昵称为“火星蓝莓”，其实这是一种富含赤铁矿的矿物结石，证明了火星该地区曾有过古老的水环境。
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NASA官网展示的“火星蓝莓”彩照丨图片来源：https://mars.nasa.gov/resources/6944/martian-blueberries/
然而，有些科学家并不这么认同这一官方说法，至少Rhawn Gabriel Joseph博士就有其他猜测——他认为火星蓝莓其实是蘑菇。
Rhawn Gabriel Joseph这个名字在今年会引起科学界的注意，首先是因为上面的“火星蓝莓”照，其次就是牵扯到了知名出版商Springer旗下的《天体物理学和空间科学》（Astrophysics and Space Science）杂志。将两者联系起来的就是Joseph博士2020年的最新论文，该论文引用了机遇号在火星老鹰撞击坑（Eagle Crater）拍摄到的上百张照片，批评了NASA提出的赤铁矿说法。他认为老鹰撞击坑的环境不可能产生球状赤铁矿物质，并提出自己的假设：蘑菇、藻类、真菌等相关生物可能早已定居在红色星球上，而且有可能参与了火星的光合作用和氧气制造过程。
他和研究团队分析了185张机遇号在36个火星日内拍摄的照片，将其放大到300%，经肉眼识别后，他说：“这些蘑菇状的物种拥有茎秆和球根状帽盖，通过细细的茎杆依附在周围的岩石上。怎么就没人看到呢？”
根据他的文章讲述，火星车拍了上千张这样的火星蘑菇物种照片，并且都是固定朝着一个向上的角度，就好像在参与火星的光合作用一样，每一张照片中的朝向都有变化。至于这些火星蘑菇哪里来的，Joseph也给出了自己的观点：是太阳风将地球上的蘑菇物种送到了火星上，而且早在几十亿年前，我们的星球已经在火星和太阳系其他星球上播种下了生命的种子……
不管论文内容有多神奇，这篇投稿还是被《天体物理学和空间科学》杂志接收了，并进入同行评审阶段。Joseph曾向媒体透露，他的文章原定于今年4月10日在线发表，随后推迟到4月16日。但4月20日期刊对外表示，因为作者本人拒绝进一步的同行评议，最终撤回了自己的稿件。随后，Joseph在http://researchgate.net上传了论文，希望大家来阅读。这是篇近40页、引用180篇参考文献的论文，显然他并不是开玩笑
这位Joseph博士是何许人？在谷歌输入他的全名，出现在第一位的就是他拥有极其强烈个人风格的网站，除了出版物列表和评价，还有一段他的个人自传：从小多才多艺，钟情于音乐、艺术、绘画、书本、自然，嗯，还有姑娘……在讲述完奇奇怪怪的个人经历之后，话锋一转，便介绍起个人科研学术生涯，“我为科学而生”。但是却没有给出具体的教育和工作背景。
据他自己介绍，从上世纪70年代起开始从事神经科学研究工作，主要成就有神经可塑性和灵长类大脑功能恢复、性别差异的荷尔蒙基础、环境对灵长类大脑神经-突触联系的影响，等等。进入新世纪以后，他的科研方向也迈入了新纪元，一手掌握着小小的灵长类大脑，一手伸向了广袤的太空生物学。支持泛种论（Panspermia，简单说就是一种猜想，认为生命形态存在宇宙中无处不在，并借助小行星、流星到处散播繁衍。）的他研究起宇宙中的生命起源问题。所以，火星生命这一课题自然也纳入囊中。事实上在2019年，他投稿的《天体物理学和空间科学》曾发表过他对于金星生命的研究——上面也长了蘑菇。
2009年，他创立了的民间学术期刊《宇宙学杂志》（Journal of Cosmology），据介绍由专业人士组成编委，发表均经过了同行评议。他本人也在上面发表了很多文章，就火星蘑菇、真菌、细菌污染等提出了许多意见，批评NASA并没有对火星车进行灭菌消毒，同时也支持前文提到的维京LR实验。
对于以上种种，加之今年扎堆发射的火星探测项目，他受到了一些媒体的关注。对于Joseph的观点是否靠谱，Inverse杂志曾联系过NASA咨询。NASA公共关系专员明确表态，NASA并不会随便评论任何人的研究，而是依靠科学界和同行评议程序来评价科学意义。NASA官方回复“科学界的普遍共识是，以火星表面目前的条件，不适合液态水或复杂生命存在。”而Joseph这种“非主流”科学家认为，这就是阴谋论——有更高层的力量试图掩盖外星生命的存在。不过，即使是严肃的天体生物学研究，天马行空的理论只能等待技术发展，现在时机似乎到了。
凝视火星，再探生命踪迹
火星上是否有生命，此次火星探测项目可能会给出答案。除了中国天问和阿联酋希望号，美国的火星2020被寄予厚望。
此次“毅力号”火星车的登陆地点选择在具有35亿年历史的杰泽罗陨石坑（Jezero）。这里如今一片荒芜，干燥寒冷。但是，科学家认为，在几十亿年之前，火星拥有浓厚的大气层，星球上一度温暖无比，水流恣意流淌，汇聚在像杰泽罗这样的陨石坑，形成湖泊，如此有利的条件下，很有可能促使生命诞生。
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杰泽罗陨石坑图像丨来源：NASA/JPL
“毅力号”的科学任务之一就是收集火星岩石和土壤样本，寻找生命踪迹，解开火星种种谜团。根据计划，火星之旅从黑暗的陨石坑表面开始，随后沿着三角洲边缘颗粒细腻的粘土层行走，那里曾是一条古代河流汇入湖泊的入湖口。在地球上，这样的湖口往往能发现生物踪迹，而毅力号会在火星河流寻找揭露过去微生物存在的有机化合物。此后，火星车将继续前行，穿过一片坚硬的沙石地带，那里的泥土颗粒可能已经形成几十亿年了，曾有过来自火星最古老地区并向下流动的河流。在这之后的下一个阶段就是富含碳酸盐的古老湖泊沿岸，这些石灰岩状的碳酸盐层层叠叠，在地球上称为叠层石。地球上的叠层石由细菌生长形成，可谓是浓缩了生命发展历史的地质“胶囊”。
火星车的外观设计大部分借鉴了自己的前辈——“好奇号”，但是内部却装载着全新的样本获取系统，这套复杂的机械系统能够在火星地表钻洞、搬运、成像并储藏样本，样本如岩石和土壤组成的粉笔。火星车要制作至少30根这样的岩芯，在未来的项目中实现打包寄送回地球，展开进一步分析。“毅力号”装备了一套能够识别火星岩石和土壤化学成分的工具，这套工具能够成像岩石中的有机分子分布，从而帮助科学家分辨出是来自陨石撞击的有机残骸，还是微生物生命遗骸。
虽然我们要在地球耐心等待好一阵来自火星的“快递”，但留给蘑菇的时间可能不多了。自古以来，地球上的人们对于天空的追问从未停止，2020年，探索火星的“窗口”已经打开，这次我们满怀勇气、好奇和希望，向着火红的星球开启毅力之旅。
参考资料
1. https://mars.nasa.gov/mars-exploration/missions/viking-1-2/
2. https://en.wikipedia.org/wiki/Viking_lander_biological_experiments
3. https://blogs.scientificamerican.com/observations/im-convinced-we-found-evidence-of-life-on-mars-in-the-1970s/
4. https://science.sciencemag.org/content/194/4271/1322
5. https://phys.org/news/2016-10-year-old-viking-life-mars.html
6. https://www.liebertpub.com/doi/full/10.1089/ast.2015.1464
7. https://www.gillevin.com/
8. https://www.scientificamerican.com/article/looking-for-life-on-mars-viking-experiment-team-member-reflects-on-divisive-findings/
9. https://www.researchgate.net/publication/340610633_Life_on_Mars_Colonies_of_Photosynthesizing_Mushrooms_in_Eagle_Crater_The_Hematite_Hypothesis_Refuted
10. http://brainmind.com/publications.html
11. http://journalofcosmology.com/
12. https://www.inverse.com/science/mushrooms-on-mars-a-wild-story
13. https://www.sciencemag.org/news/2020/07/how-nasa-s-new-rover-will-search-signs-ancient-life-mars?utm_campaign=news_daily_2020-07-05&et_rid=315162504&et_cid=3389469
14. https://www.cnet.com/features/the-space-tiger-king-and-the-mushrooms-on-mars/#ftag=CAD590a51e
15. https://phys.org/news/2014-12-curiosity-rover-ancient-chemistry-mars.html 目前火星是没有发现任何生命的。但是火星是否存在生命依然是一个未解之谜，我们可以从火星目前的特征来分析火星是否具有孕育生命的条件。接下来，我将分享一些火星能否存在生命的看法。
首先，火星到底是否可能孕育生命，作为一切的重中之重呢，我首先想从这个磁场的角度来说。
之前看过一个说法，就是说如果把地球看作是一个鸡蛋的话，那么人类呢就是生活在鸡蛋壳上的小小的生物，这一层蛋壳呢也就是我们所说的地壳。
从这个地理学上来说呢，地壳的厚度大约只有几千米，或者是最多数十千米后，比起地球半径的 6000 多千米而言，可谓是 1% 都不到，可以说相比于鸡蛋壳，对鸡蛋而言，这个比例要小太多了。
而如果我真的问大家，人类的生存区域能有多大？
其实咱们生活的区域恐怕是上到不了 8000 多米高的珠穆朗玛峰，下到不了 1 万多米深的马里亚纳海沟，所以说咱们实际上是非常非常渺小的，我们仅仅只是生活在薄薄土壤层上面的生物而已。
地壳之下显然是非常非常广袤的，而深达数千千米，这里有地幔和地核，一直到地心，随着挤压，这里逐渐形成了超级高压高温的环境，以至于内部都处在熔融状态，越重的金属元素就越容易沉积到中心，内部就是一个温度高达四千、六千，甚至更高温度的铁镍核心，它们处在熔融状态，还在不断地流动。
那么由于这种铁镍元素的存在和一些重核元素的存在，它们就形成了地球内部的发电机。这里产生的能量也逐渐供应了地球表面的，尤其是像火山爆发和地震的能量都来自于此，它们也是地球形成之初的宝贵财富之一。
当然铁镍金属的缓慢流动，其实形成了一个非常重要的财富，这就是地球磁场。那么整个地球就像包成了一个巨大的吸铁石。地球的磁场，南极和北极之间，这个巨大的网络就把地球给保护起来了。
这个网络实在是太过巨大，以至于可以保护到地球周边的数万千米处。虽然它的能量很弱，其实比不过我们生活中碰到的随便一块普通的吸铁石。但是就是在这数十亿年的巨大网络保护下，像太阳风啊高能宇宙辐射的射线才会被挡在地球之外，唯一的一个痕迹就是可以从两极看到美丽的极光。
当然其实还不止如此，正是由于磁场的保护，大气才被稳定地保护下来，要不然也有可能被强大的能量给逐渐剥离掉，那么地球上的生命就不可能维持到今天了。
这一切的秘诀都在于地球的强大的液态内核还处在活跃状态，它激发了磁场，而且还不断地向地球地表传输着一定的能量，但是正如所有的高温物体都有缓慢冷却的一天，任何一颗行星的内核也不例外，重核元素的衰变也会有终点，在这个过程中，如果你过快地散失掉热量，也就是内核逐渐的冷却凝固下来，磁场当然也会消失，那么也不会再庇护大气和生命了。
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