根據BBC紀錄片《行星》,你是否相信早期火星也存在過生命?
騰訊視頻獨播的BBC紀錄片《行星》中提到,地球和火星都擁有水、能量和生命形成的所有基本元素,只不過火星因為各種原因慢慢沉寂了。儘管人類還沒有在火星上發現生命的跡象,但你相信火星上曾經有過生命嗎?
我覺得火星生命的可能性是挺大的,我說的是原核生物或者其他一些單細胞微生物,類似寒武紀生命大爆發出來的複雜物種就想都不要想了。
理由如下:
- 環境在穩定下來後,生命出現時間非常早,過程耗時非常少
到目前為止,在所有最明確的地球化石記錄中,最早的是保存在 (34.5億年)澳大利亞Strelley Pool組裡的微結構,達到了最嚴格的化石標準,含碳細胞壁、細胞區室以及異常低的 值(Wacey et al., 2011)。被普遍接受的最早生物疊層石也是來自 Strelley Pool燧石(Allwood et al., 2006)。最被認可是生物成因的碳同位素化學信號是格陵蘭Isua綠岩帶(Ohtomo et al., 2014)。還有一些不確定但非常有趣的潛在生物化石和化學信號甚至可能將生命起源年齡推到(Bell et al., 2015; Dodd et al., 2017; Betts et al., 2018; Dodd et al., 2019)。事實上,地球上最古老的岩石年齡也只有 ,更早的生命體便無法被有效記錄下來(We can only trace the fossils as far back as the rock allows you to)。
地球擁有穩定地殼的時間要麼在地月碰撞產生的岩漿洋冷卻後(Barboni et al., 2017),要麼是在晚期重轟炸期大型撞擊結束之後 (Bottke Norman, 2016)。而出現液態水海洋的最早證據和確鑿證據時間分別是和(Wilde et al., 2001; Komiya et al., 1999)。又一次,最早可以記錄液態水的鋯石年齡也只有 ,更早的記錄則不會被保存下來(We can only trace the evidence of water as far back as the zircon allows you to)。
把這些年齡組合起來一算,地球上生命起源耗時只不過 ,真的是非常短。不過目前我們對生命起源的具體過程還沒有完全掌握,短耗時到底是巧合還是普遍結果是無法單從一個例子判斷的(Chen Kipping, 2018)。
- 火星和地球的地表同時進入穩定宜居狀態,有同樣的時間來完成生命起源
火星擁有穩定地殼的時間要麼是岩漿洋結束之後 (Bouvier et al., 2018),要麼是地殼不再接受頻繁的地外天體衝擊後 (Moser et al., 2019),後者年齡是基於的大部分最古老火星鋯石沒有經歷過變質衝擊和衝擊熔融而得到的,這也可能說明地球也沒有經過徹底毀滅性的晚期重轟炸。早期水圈,由於火星幾乎沒有 地表,所以地質記錄殘缺。但是大氣化學同位素和早期隕石記錄暗示液態水在 已經存在(Beard et al., 2013; Cassata et al., 2017),最早火星地表河流侵蝕記錄則是 (Irwin et al., 2005),不會和地球差太多。
火星造河氣候(river-forming climate)其實是一直持續到了 ,但隨著時間增長間斷性也越來越強,濕潤時期越來越短頻率越來越少(Kite et al., 2019)。實際上火星氣候很可能並不是像以前一樣認為的在 突然發生了溫暖濕潤-寒冷乾燥的轉變,實際過程應該非常緩慢(Quantin-Nataf et al., 2019)。在 ,火星環境在絕大多數時間裡都是乾燥的,濕潤時期頻率( )不高持續時間不長,河流只有~100km級,湖泊不會溢出;在 ,濕潤時期發生頻率和持續時間上升到 和 ,氣候總體相對更加潮濕,河流長度達到了~1000km級,大部分湖泊溢出;在 ,濕潤時期發生頻率更加低(Kite et al., 2019)。對於 這段時間,由於沒有地質記錄,那時候的氣候很難確定,不過我們有理由認為這時期的濕潤程度可能也就和 相當也是間斷性,如果擁有持續性濕潤氣候的話火星地形分界線會被強烈侵蝕掉(Andrews-Hanna Bottke, 2014)。
顯然,火星在形成後也發展出了自己的水圈,但是因為氣候原因,溫暖濕潤環境難以被維持,只是間斷性的短暫出現,主要環境仍以寒冷乾燥為主(Wordsworth, 2016; Kite et al., 2019)。但也有觀點認為火星早期是長期溫暖,但只是濕潤氣候間斷出現,大部分時間是溫暖乾燥(Wordsworth, 2016; Ramirez Craddock, 2018)。不管氣候早期火星氣候和環境到底是怎樣的,這種間斷性(或連續性)宜居狀態也持續到了 ,長達 ,和地球生命起源耗時相當。所以在我看來,沒有理由否認火星生命的可能性。
只能說,火星存在過生命,符合一個剛剛一隻腳踩上太空門檻的年輕文明的美好願望。
火星上存在過生命的可能性是有的,但是存在過複雜生命(比如說三葉蟲之類的)的可能性,幾乎是零。
因為火星存在天然的死穴——它太小了。
火星的質量只有地球的十分之一,這決定了他冷卻得太快,並且大氣持續性流失。
大氣系統是一個非常敏感的東西,輸入條件的一點點改變,就會導致氣候翻天覆地的變化。火星的質量和體積導致了在它的氣候系統中,負反饋項遠遠對抗不了正反饋項,很難形成類似地球的周期性平衡的條件。從濕熱、動蕩的大氣環境到寒冷、稀薄的大氣,幾乎是一條道跑到黑。必然會經歷相對溫和的環境,但是持續時間會非常短。
這個時間短到什麼程度,1877年,人們發現火星「運河」的時候,人們的估計非常樂觀,認為火星至少存在過幾十億年的溫暖期,甚至出現過智慧生命。然而隨著火星探測器的發射,火星河流的存在時期不斷地在提前。從20億年到35億年、40億年。不斷接近「晚期重轟炸」的時間段。這意味火星的溫和期最多不過幾億年。
一些火星古氣候的模擬結果甚至指出,火星相對溫和的氣候,可能僅僅存在了幾百萬年。
可能有人會反駁:對人類的「相對溫和」未必恰好是適宜火星生物生存的環境呢。
抱歉,這裡的「環境溫和」不是指對生物而言,而是對類地行星的大氣系統而言。大氣系統是一個走平衡木的東西。左偏一點,就會很快地變成乾燥寒冷的世界,物質交換緩慢,自然產生生命需要的時間可能比宇宙年齡還大;右偏一點,就是失控的溫室效應,高溫下大分子結構異常的不穩定。
地球很給力,在萬有引力、太陽光照、火山活動、海洋、地殼運動以及地球生物的共同運轉下,形成了長達幾十億年的負反饋平衡。
而失衡則意味著快速的氣候變化,這對複雜生命的產生非常不友好。32億年前,地球上出現了細胞結構;直到12億年前,才出現多細胞生命;5.6億年前,三葉蟲才登上舞台。對於地球這樣相對穩定(對生長周期較長的複雜生物更友好)的環境下,20億年才出現了多細胞生命。而對於火星,最最樂觀估計也不超過10億年的溫和氣候,如果能誕生個藍細菌,就值得慶幸了。
看完了之後,我覺得更不想上班了。都是虛無,都沒意義。。。
片子本身是希望能夠論證火星曾經存在過生命,由此可以證明,生命在條件適合的情況下產生是一種必然,但片子並沒有去證明火星存在過生命。
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