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火星是与地球最接近的天体,也是未来人类向地球外移民的首选

[武汉晚报]在柴达木盆地打开火星窗口

发表时间:2021-08-02作者:网站编辑:路明来源:武汉晚报 2021-08-02点击:

科考队员在柴达木盆地的沙漠中前行。

冷湖火星营地。

科考队员在艾肯泉采水样。

  “火星是太阳系中与地球最为接近的天体,是最有可能存在生命的天体,也会是未来人类向地球外移民的首选目的地。”中国地质大学(武汉)教授肖龙带领团队在柴达木盆地进行了8年火星类比研究,希望能在那里打开一扇人类在地球上认识火星的窗口。


  柴达木盆地与火星地貌很相似


  打开罗盘、展开地形图、调试对讲机——7月16日中午,肖龙带领团队又一次出现在柴达木盆地。自2014年开始,肖龙每年夏季都会到柴达木盆地进行火星类比研究,每次时间半个月左右。


  东台沙丘位于柴达木盆地腹地,形似一条长龙,长约5000米、宽约100米、高约30米,在宽阔的盆地中非常显眼。“通过这个沙丘可以推测周围环境的风向。”肖龙每年来都会对沙丘进行一番测量,以观察它的细微变化。


  今年已56岁的肖龙,有着与他年龄不相符的敏捷。只见他三步并作两步轻松登上了东台沙丘的顶端,几名队员跟在后面,显得有些吃力。


  7月19日,沙漠戈壁下起了雨,气温从35℃骤降到10℃以下。“柴达木盆地的雨水变多了。”这场持续几个小时的小雨,让肖龙也觉得罕见。大家穿上所有带的衣服后,还是普遍感到身体不适。相比罕见的雨水洗礼,沙尘暴则是柴达木盆地的常客。


  赵健楠是中国地质大学(武汉)地质探测与评估教育部国家重点实验室的一名副研究员,也是肖龙团队成员之一。他回忆,一次在柴达木盆地的无人区研究脊状地貌时,遭遇过沙尘暴。当时,大家四处躲避,却无处可藏,很快就被淹没在遮天蔽日的风沙中。约半小时后,沙尘暴消散,大家的头发、鼻孔、耳朵里到处都是沙子,很多人的脸被沙子砸出了红印。肖龙觉得这是研究沙尘暴的绝好机会,便让大家从各自身上采集沙尘样品,以分析沙尘的成份和来源。


  干盐滩、雅丹、沙丘、冲沟、干谷……8年来,这些火星上的地貌,肖龙团队在柴达木盆地都一一找到了,而且几乎是一模一样。“各种地貌百看不厌,甚至看了后晚上睡不着觉,第二天还要再去看。”肖龙介绍说,柴达木盆地无人区高盐、干旱的环境,与火星极其相似。  


  在柴达木盆地寻找火星生命


  美国登陆月球前,在亚利桑那和夏威夷等地进行了野外验证试验。由此,这种方式也被用到其他行星上,称之为比较行星学。


  “行星的类比研究一刻也不能松懈,必须走在行星探测之前。”肖龙目前从事的在柴达木盆地寻找火星生命的类比研究,与早年的“阿波罗计划”很相似。寻找地球之外的生命,除了开展空间探测任务外,利用特定的地球环境进行类比研究,也是常见方式之一。


  肖龙认为,从方法论上讲,做火星类比研究最划算。通过对柴达木湖泊演化成的雅丹地貌的研究,为火星地貌的研究提供了依据。从结果上讲,天问一号着陆点就有沙丘,但在火星上没进行采样分析,通过柴达木盆地来认识火星上的沙丘更加方便。


  水是生命之源。现有的火星遥感及火星登陆测量,都发现火星上存在大量的含水硫酸盐。这些盐类的状态和演化,也见证了火星表面环境条件的变化。 肖龙分析,大约距今30亿年前,火星巨大的水体消失殆尽,只留下干涸的盐类沉积。而这些盐类沉积,在柴达木盆地广泛存在。由此可以推测火星古环境和演化历史,以及是否存在生命的可能。


  “火星上存在生命的可能性很大。”澳门科技大学博士后黄婷是肖龙的博士生之一,研究方向为天体生物学。黄婷也是国内第一批天体生物学博士。黄婷说,柴达木盆地的干盐滩与火星上的蒸发盐沉积非常相似,主要成分都是盐,有一点湿度,可以形成微环境。


  一年前,黄婷在柴达木盆地花土沟大浪滩的一处干盐滩,挖开一尺厚的盐壳,经过两份试验样品的培养试验,分离出47株细菌和5株真菌。


  “这意味着生命在极端干旱、高盐、高辐射的环境下依然可以生存。”黄婷分析,火星的古湖泊中有可能存在相似的生命类型。


  肖龙团队新发现了一种真菌——大浪滩沉积物芽孢杆菌,这让大家很兴奋。过去他们从未发现这个细菌,在DNA的对比中,完全可以作为火星生命的研究对象。


  黄婷今年将采样研究对象瞄准了柴达木盆地的艾肯泉,希望通过对艾肯泉涌的水、沉积物、岩石的采样实验,找到更多生命体。


  火星能否形成生命个体?在柴达木盆地也能够找到答案。肖龙认为,在柴达木盆地寻找生命的路径,同样可以用在火星上寻找生命。  


  柴达木盆地是绝佳试验场


  作为中国首次火星探测科学目标论证组的专家,肖龙和团队8年来一直奔波在柴达木盆地,累计行程4万千米,涉及的科研点位有近百个。


  “火星上有的,地球上也有。”肖龙坚信在地球上一样可以做火星的科研,可以从地球的类比研究中来推演火星地貌地质形成过程和气候环境条件,从而为未来中国人登上火星作技术准备。


  火星是太阳系内与地球环境最接近的行星。自1960年苏联发射火星1A号火星无人探测器以来,人类已先后对火星进行了40多次探测任务。近年来,越来越多的国家参与到对火星的探测中。仅在去年,人类就向火星发射了希望号、天问一号、毅力号三个探测器。作为我国的首次火星探测任务,天问一号探测器搭载的祝融号火星车也在今年成功登陆火星。


人类为何如此频繁地发射火星探测器呢?肖龙解释说,在未来,火星几乎是唯一存在移民可能性的行星。另外,火星还可能存在像微生物这种低等生命的可能性。这也是世界各国热衷探索火星的重要原因。


  肖龙认为,未来一段时间里,掘地三尺寻找生命,将是火星探测的重点。如果真的找到了,这将是人类第一次在地球之外发现生命。


  肖龙认为,要在类似火星的环境开展各种试验,柴达木盆地无疑是个绝佳的试验场。这里的沙漠、戈壁、干盐滩和干旱、寒冷和强辐射的环境,都可以为尽可能营造火星的整体环境提供良好条件。虽然不能把地球上的实验室搬到火星上去,但在柴达木盆地可以模拟对生命的探索。


  8年来,肖龙团队通过对柴达木盆地的类比研究已经取得了一些成果,但还有很多研究目标没有实现,如生命存在的极限条件是什么、古老地层中有没有生命、盐层中有没有存在生命的可能等。


  “15年内人类可以登上火星,完全有这个技术条件。”在星夜的柴达木盆地,肖龙仰望夜空中闪亮的萤火自信表示。我国计划在2028年左右进行第二次火星探测任务,采集火星土壤返回地球。 (文/首席记者杨佳峰 图/特派记者何晓刚)