資料來源：科學人雜誌

2003年8月26日

7萬5000年來火星最接近地球的一次,你還等什麼？ 撰文／李傑信，美國航空暨太空總署太空任務科學家，著有《我們 是火星人？》一書。 【編按】火星是我們最熟悉的行星，在太陽系中，與地球像是兄弟 一樣，彼此有較為類似的性質，因此自古以來引發諸多想像。由於 行星繞日公轉的軌道並非固定不變，而是隨著與其他星體間的引力 影響而不斷變化，因此火星與地球間的距離也不斷變化。8月27日 的火星衝，即火星近地點，為7萬5000年來最近的一次，只有0.372 72個天文單位（約5600萬公里），觀測亮度可達-2.9等，將是東南 方天空最璀璨的天體。 目前是火星的初夏時分，追星族觀看火星時，看到的是她的南半球 ，可以清楚觀察火星南極的冰帽及附近山脊。下一次火星再這麼接 近地球，得要等上200年之久，因此近日掀起一股觀火星熱潮。 也趁著火星距離地球這麼近、可以省點燃料，數個火星探險計畫已 經啟動，包括日本希望者號、歐洲火星快遞軌道衛星，以及美國的 兩艘探測車，預計最快在今年底和明年初就可以抵達紅色星球。火 星科學家最念茲在茲的火星探險內容，不外乎火星的特殊地貌、火 星上是否有水與生物、人類是否可以移民火星等。自1997年來，火 星全球探勘者號（MGS）環繞火星持續拍攝到許多珍貴畫面，並隨 時收集到大量的紅外線光譜資料，而火星漫遊號目前也已環繞火星 飛行了一年多，測量到許多關於地下水的資料。 科學人雜誌於7月號特別報導了火星的最新研究現況，由火星全球 探勘者號任務的專案科學家及總領導人阿爾比（Arden L. Albee） ，撰寫〈火星，越看越驚奇！〉一文，並邀請著有《我們是火星人 ？》一書的NASA太空任務科學家李傑信博士，帶領科學人讀者「跟 著水走」，由蛛絲馬跡尋找火星生命跡象！ 火星地表乾燥的程度，我們地球人難以想像。智利的亞他加馬沙漠 中有些地區，有史以來，從不下雨，為世界上最乾燥之地，也是美 國航空暨太空總署用來模擬火星環境的寶地。但它和火星比起來， 還是差一大截。 人類火星探測史將近40年，獲得的明確知識是火星以前可能有浪濤 洶湧的海洋，或許比地球深10倍。但目前火星的地表液態水卻完全 絕跡。換言之，火星那麼巨量的水都躲起來，不見了。 火星沒有海洋，沒有海平面，地勢起伏，因此，火星的基準面（d atum surface）是人為規定的。基準面是火星地表大氣壓為6.107 百帕的高度，在概念上與地球以一大氣壓（1013百帕）為海平面高 度類似。火星地表液態水消失，就是因為在6.107百帕的氣壓之下 ，水的沸點為0℃，冰直接昇華成水蒸氣，根本不需經過液態水階 段。 火星地表沒水，是物理定律必然的結果。但火星地底，越深壓力越 高，冰融化時，就必須先變成水，再變成水汽，這也由物理定律主 控。火星地表除了無水外，還有別的魔障。大氣稀薄，強烈的紫外 線和宇宙射線長驅直入，轟擊地表上億年。即使火星以前曾經有過 較高的大氣壓，地表潮濕溫暖過，真的有過生命存在，但是在大氣 逐漸流失下，結果是，生命若不先渴斃，就等著被輻射線扼殺，最 終還是逃不過死劫。 人類尋找火星生命的熱情，的確因為火星無水，而曾遭到嚴重的打 擊而心灰意冷。生命跟著水走，生命無水可逐，只有死路一條。 有水，還是沒水？ 火星真的沒有水嗎？ 目前數據顯示，火星不但有水，還可能有很多的水，只是水不在地 表，而是深藏在地底。地底的水，大部份以永凍冰層的水冰狀態存 在。生命以液態水為工作流體，才能存活、演化。水冰在地底如果 只維持固態，對生命起源和發展還是無濟於事。所以地下的水冰一 定要變成地下淙淙水泉，生命才有起源和演化的可能。火星地下的 水冰有可能融化成水嗎？ 我們的地球板塊運動活躍，地震頻繁，溫泉廣佈，地殼內部充滿了 青春活力。相比之下，目前火星地表似乎是死寂一片，沒有板塊運 動的跡象。可是，小矮個兒火星擁有眾多的火山，其中最大的奧林 帕斯山高出基準面27公里，比埃佛勒斯峰的高度多出三倍有餘，堪 稱為太陽系唯我獨尊第一峰。更令人類興奮的是，火山熔岩表面有 如剛出爐的麵包，鮮有幾處小隕石撞擊口，道出這些巨無霸火山年 紀輕，在5~10億年之間。所以，至少在10億年前，火山的地熱還甚 豐富。火星地下的水冰，只有地熱才能將其融化成液態水。關鍵的 問題是，這些地熱現在還存在嗎？ 人類第一波兩架太空船「維京人號」登陸火星之後，一項重要的科 學任務就是測量火星地震。「維京人二號」記錄了兩次地震，一次 規模6，一次規模2。可惜的是「維京人一號」地震儀故障，無法與 「維京人二號」聯網作業，以測定震央確切位置。引發地震的機制 很多，但是以邏輯推理，我們無法排除地底火山活動不是其中的原 因之一。所以，這兩次地震有可能是由火星地底火山活動所引起的 。果真如此，那麼我們就能說，火星地底岩漿餘威尚存，而在地底 火山口附近的水冰就有機會融化了──地底的淙淙水泉於焉而生。 科學家當然可以得理不讓、盡情發揮，夢想火星地下溫泉湯，甚至 還好像已經看到了火星微生物，躲避在宇宙射線轟擊不到的地底溫 泉鄉，安家落戶，活蹦亂跳。其實這類說法都不算數，如果科學家 真的厲害，就請拿出證據，給我們一毫升的火星地下水看看！ 直接證據一定得來自地底。登陸火星已屬不易，有如在上億公里外 遙控細線穿繡花針。現在又要求探測儀登陸後，拋下地表的地質科 研沃土於不顧，馬上往地底鑽，真是難上加難。人類肯再傾家蕩產 ，發展出一架火星鑽探取樣機嗎？科學家一向不計成本，夢寐以求 的就是取得一加一等於二的直接證據。人類21世紀的火星探測頻繁 ，除了傳統的地表和大氣的探測之外，並有耗資龐大的火星取樣任 務（MSR）。更重要的是在2010年以後的10年，向火星地底進軍是 主要探測方向之一。 生命找水。火星探測找生命，就得找水。火星的水在地底，尋找火 星生命就得往火星地底鑽。 地球生命的起源可能和火星息息相關。火星個頭小，散熱快，在隕 石風暴平息後，可能搶先符合生命起源的條件。生命如果真在火星 上首先出現，乘上頻頻出發的隕石列車，抵達地球，播種生命，是 我們目前無法排除的可能性。火星是地球的近鄰，單程180多天就 可抵達，人類在21世紀內，有希望親自去拜訪，可迅速揭開火星生 命的謎底。 左旋，還是右旋？ 除了火星外，太陽系中還有別的星球可能有生命存在嗎？其實木星 的木衛二最有希望，甚至超過火星。木衛二表面是一層厚實的冰殼 ，冰殼下可能有一個深達100多公里的海洋。在木衛二上不需辛苦 找水，因為它本身就是個大水球。但木星距地球太遠，登陸探測， 花費更大。但是科學家早已經展開想像力，夢想送一架「水中機器 人」（hydrobot，如圖），以核能加熱穿過數公里厚的冰層，潛入 海中，四處漫遊照相，說不定能看到魚在鏡頭前出現。拍下來的圖 像再經由木衛二通訊衛星中繼站送回地球。 太陽系內的生命，因為隕石互訪感染，生命可能來自同一泉源，生 命的結構，也可能和地球一樣，以DNA、RNA乃至於左旋胺基酸 構成的蛋白質為基礎。左、右旋胺基酸構成之蛋白質的形成，約在 40億年前生命起源年代，機率可能各半。太陽系可能是清一色選擇 了左旋胺基酸蛋白質結構，但在太陽系外，右旋胺基酸蛋白質結構 的生命很可能存在。人類的科技，已能找到數百光年外的行星，現 在正努力發展比哈伯望遠鏡大上數十倍的「下世代太空望遠鏡」 （NGST），通過它對太陽系外行星的光譜分析，我們說不定真的 能偵測到生命氣體，看到右旋結構的生命，那又是件多麼令人興奮 的事呀！