煋，水越来越少了！

火星上的“瓦力和伊娃”们

在太阳系的八大行星中，除了地球外，科学家们对八大行星中的火星了解的最多，也最感兴趣。

自1964年以来，各国上先后共进行了47次火星探测任务，其中有25次成功或部分成功，为人类带回了大量的火星资料。

这些资料不断刷新人们对火星的认识，甚至推翻了旧认知，但毋庸置疑的是——火星上曾经存在过液态水。于是，火星也成了科学家在太阳系中寻找地外生命的主要目标之一。

为了寻找可能存在的火星生命，人类不断发射探测器，这些探测器某种意义上是“跟着水流走”的。其中一个重要动机就是探寻火星生命的蛛丝马迹。

下面让我们来盘点一下迄今为止那些探测器传回了火星上液态水以及生命相关的科学证据：

1996年，“火星全球勘测者探测器”在对火星半人马山地区某个疑似冲刷沟壑进行高分辨率拍摄后，发现了由水冲刷而形成的新冲积堆积物。

2001年，“奥德赛火星探测器”对火星北极进行探测，发现火星大气中有微量水蒸气。

2003年，“火星快车”在火星探测到风化盐类矿物，发现了一个类似于罗布泊的干枯盐湖。盐类矿物是水挥发后的残留物，这为火星表面曾经存在水提供了证据。

2004年，“机遇号”证实了火星曾存在液态水，并找到了橄榄岩等化学证据，表明火星曾有过适宜生命存在的环境。

2011年，“火星勘测轨道器”拍摄到火星表面或亚表层存在季节性斜坡纹线。经过研究发现，这个季节性斜坡纹区域的矿物，是溶于水后再沉淀富集而成，证明火星上曾存在液态水。

2012年，“好奇号”通过对岩石样品的分析证实了火星曾存在水和适宜生命的环境。

2014年，“火星大气与挥发物演化轨道器”在火星电离层大约150km的高空捕获了水分子。

2018年，“火星快车”的雷达数据表明火星南极冰盖下存在液态水。

2020年，“好奇号”在火星上发现了一种称为“噻吩”的有机化合物。但该有机化合物可以通过生物和非生物两种方式产生。

2020年，“火星快车”的雷达数据表明火星南极的“古湖泊”被冰下1.5km处的“水池”环绕。

2021年，“毅力号”的图像表明冲积平原可能是河流不断冲刷形成，Rochette岩石也可能是有水流从上游搬运而来。在Rochette岩石中发现了橄榄石，辉石，硫酸盐和碳酸盐等。这表明火星上曾经存在水，该任务取得火星土壤和岩石样本返回地球。

2022年，“火星全球勘测者”探测器的雷达数据表明火星南极冰盖下有积聚的液态水。

2023年，“祝融号”的图像表明现代火星存在液态水，发现了富含含水硫酸盐等矿物。

未来，例如“ExoMars”计划任务仍致力于寻找更多关于火星水文和生命的证据。

祝融号发现现代火星存在液态水，意味着什么？

这可能意味火星曾有过一个温暖且潮湿的时期，那时火星的大气层也远比现在浓厚，极有可能存在过生命。

然而，科学家至今都没有发现火星曾经的确存在过温湿时期的独立证据，也没有一个恰当的气候模型来解释这个问题。也或许火星本来就没有存在过这样一个温湿的时期，火星上曾存在过液态水可能另有解释。

秦小光团队通过祝融号的数据给出了另一种可能解释，即现代火星存在液态水可能与火星大倾角活动有关。

众所周知，包括地球、火星在内的许多太阳系行星都是“侧着转的”，行星的自转轴与公转轴呈一定倾角，也就是“黄赤交角”，目前地球的倾角大约为23.44°。地球受到卫星、大质量行星和太阳的引力摄动，会导致地轴倾角发生周期性变化，地球地轴倾角在21.5~24.5°之间缓慢变化，周期约4万年。这种现象，在火星上也会出现。

早在现代火星时期，火星可能经历多次火星地轴大倾角时期，古代火星的轨道倾角比现在更大，导致火星极地的冰盖向低纬度方向扩散，这就允许火星在低纬度地区出现大量含盐液态水，或液态湖；而在小倾角时期，例如现在的火星，水汽从低纬度地区回到了极地冰盖。该假设可以很好的解释祝融号传回的图像。

如果确实如此，那么火星上可能从未经历过温暖且潮湿的时期，一直处于死寂状态，甚至可能没有孕育生命的条件和时间。

实际上，迄今为止，在火星上连细菌都没有找到。科学家们已经不再期望可以在现在的火星上找到生命。几乎所有的相关科研结果也都只是某些可能，即便确定了科研结果的有效性，跟发现火星生命也完全不是一回事。

不论哪种情况，火星是否存在生命仍需进一步去验证，而最有效和最直接的方法就是直接探测和采样返回，这也是“毅力号”和未来探测器的主要使命。目前，只能寄希望于2030年前后“毅力号”采集返回的火星岩石样本（火星岩石的晶体中可能存在微生物）。

宜居？移居！

火星是距离太阳最远的类地行星，表面呈红褐色。火星表面的平均温度低于地球，火星平均大气密度只有地球的约1%，十分稀薄。

火星大气稀薄的主要原因是磁场较弱（只有地球磁场强度的约0.1%-0.2%）和质量较小（地球质量的0.1%），使得它无法保持足够的大气层压力来阻止太阳风将其吹散到太空中。

这也导致其昼夜温差和季节温差远大于地球。火星的冬季夜晚温度可以降到-140摄氏度，而夏季白天，最高可达35摄氏度。即使同一季节，火星的昼夜温差也可以超过100摄氏度。

这种温度环境无疑仍是十分恶劣的，但相较于金星、木卫二和木卫三等其他天体来说好的太多了。它们被认为是太阳系内可能存在生命迹象的天体。2020年，科学家在金星的高云层中监测到了磷化氢分子，可能是厌氧生物代谢的结果。木卫二和木卫三则被认为存在冰下海洋，温度适宜可能存在生命。

此外，火星的自转周期约为24小时37分钟，这与地球上的一天接近，而不像在金星上的“度日如年”（金星的自转周期大于公转周期，即“一天”大于“一年”）；火星自转平面与公转平面的夹角约为25.19°，与地球的23.44°相接近，这意味着火星上也有春夏秋冬。

火星位于太阳系的宜居带外围（宜居带是指恒星周围的特定带状区，在其内绕行恒星的行星之表面温度冷热适中，让水能以液态存在于表面），尽管火星表面温度可能在某些地方达到液态水存在的温度，但由于其大气层极为稀薄，且缺乏强大的磁场保护，使得水很难长期存在于火星表面，而且也无法像地球一样调节温度。

因此，火星目前被认为不是一个宜居行星。

但在整个太阳系中，火星也是唯一经过改造可能适合大规模移居的行星。移居火星的优势之一在于丰富的水资源，目前已探明火星上的水资源储量巨大，若全部融化解冻足可以覆盖整个火星十几米。

此外，火星还拥有可以阻隔部分辐射的大气。随着未来太阳系宜居带的外移，火星将会变得更加温暖。

移民火星相比于移居月球的主要缺点，在于昂贵的物资运输代价，但这也是可以展望的。

未来如果能充分利用火星上的原位资源，通过3D打印建筑材料、水的循环利用和生物以及人工制氧等技术，可以大大降低运输量，降低火星的建设风险和成本。像电影《火星救援》中在火星上开荒将不再是科幻，而成为现实。

《火星救援》有这样一句台词：“一旦你在某个地方种了庄稼，那个地方就是你的殖民地了”。那么，能在火星上种菜吗？科学家们的态度是乐观的。尽管“生物圈二号”计划失败了，但是通过人为的物理化学调控以维持庄稼的生长是可靠的且可行的。

因为火星的土壤里也有很多庄稼生长需要的矿物质，而且庄稼对气压的要求远低于人类（只需要地球表面气压的5%即可），建造农场对“大棚”的建筑材料的要求就大大降低了。

一旦能成功的在火星上种菜，那么就意味着在火星上自给自足会成为可能，甚至可以对火星进行一定程度的“地球化”改造。

这其中一定会面临技术、资金、政治和伦理上的重重困难，这需要人类致心一处。目前，NASA正在与SpaceX公司合作，计划在2030年前后送人类登陆火星，这或将拉开移居火星的序幕。

从寻找火星生命到移居火星，以祝融号为代表的火星探测器传回的图像数据点亮了我们心中的希望。这是人类迈向宇宙之路上铮铮誓言的初音，也将成为人类赞歌的重要篇章。

END

扩展阅读