4　火星探索正在進行

好奇號火星車自2012年踏上火星的蓋爾隕石坑，至今依然在服役。它在推特上的官方賬號保持著很活躍的狀態，時不時就會發布一條新的消息。截至我寫稿的時候，最新一條消息是2019年5月22日發布的，內容是：“你知道嗎，我有一個氣象站。今天給你們帶來了一個NASA講解太陽係中極端氣候的視頻，它會讓你理解這些知識如何幫助我們認識地球上的氣候。”

好奇號在服役的這七八年中，幾乎每年都會給我們帶來一些重要的新發現。下麵讓我來替大家盤點一下，除了火星甲烷，好奇號還有哪些值得一說的重要發現。

大家別忘了，好奇號是一輛火星車，也就是說，它可以在火星上漫遊。2015年4月到2015年11月，它在火星上一個叫作夏普山（Mount Sharp）的地方行進。

研究人員驚訝地發現，這個區域的二氧化矽（SiO2）富集度要明顯高於其他它拜訪過的區域。在這片區域的某些岩石中，二氧化矽的含量甚至高達90%。這能說明什麽呢？二氧化矽這種物質在地球上太多了，我們隨手抓起一把沙子，裏麵就有大量的二氧化矽。把二氧化矽和其他化合物一起燒化了，再凝結起來，就是我們常見的玻璃，而隻含二氧化矽的玻璃就是石英玻璃。但是請大家注意，讓二氧化矽在自然條件下富集起來，我們已知的兩種方式要麽需要大量水的參與，要麽需要火山活動的參與。

在夏普山地區發現的二氧化矽富集現象的原因是什麽呢？最有可能的情況是火星曆史上有過大量的地表水或者活躍的火山活動，當然，也不能完全排除火星有一些獨特的自然現象導致了二氧化矽的富集。總之，這是一個很有意思的發現。洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory, LANL）金斯·弗萊登萬（Jens Frydenvang）對此評論說：“高度富集的二氧化矽是個驚喜——它非常有趣，因此我們又返回這裏，使用好奇號的更多儀器來研究它。”

因為這個意外發現，好奇號便在夏普山地區停了下來，以便做更進一步的分析研究，弄清楚這些二氧化矽到底是通過什麽方式富集起來的。這一研究就是半年多，到了2016年6月，研究終於取得了關鍵性的進展。

好奇號在這個地區的岩石中發現了一種叫作磷石英的物質，這是一種在高溫（通常需要870℃以上）以及低壓環境下形成的二氧化矽晶體，是火山岩中特有的礦物。這一發現讓科學家們不得不重新思考火星的地質曆史。

過去我們一直認為，火星的地質曆史與地球相比是非常平淡的，因為火星上沒有板塊運動，所以也不太可能存在大地震和爆發性的火山。目前我們已知的所有火星火山證據都表明，火星上的火山岩石都是地殼下麵的岩漿通過斷裂處流出後冷卻形成的。換句話說，這種火山是一種很平穩的火山，不像大家腦海中浮現的那種劇烈噴發的火山。地球上的夏威夷火山就是這樣的，常年有岩漿流出，但是不劇烈，經常有膽子很大的探險者把看岩漿當成一項旅遊活動。

但是，磷石英的發現卻讓科學家們不得不重新思考這一舊有的認知是否正確。這種礦物的存在或許可以證明，在遠古時期，火星上也存在劇烈的火山爆發現象。這個研究成果發表在2016年6月的《美國國家科學院院刊》（PNAS）上。如果這是真的，那麽新的問題又來了。科學研究總是這樣，按下葫蘆浮起瓢。新的問題是，在沒有板塊構造的情況下，劇烈噴發的火山是怎麽形成的呢？這些問題又給行星科學家們長長的研究清單上增添了好幾個問題。

磷石英的發現把火星的地質曆史推向了兩種可能性：可能性一，火星有過劇烈的火山爆發，但科學家必須解釋像火星這樣沒有板塊構造的行星是怎麽產生這種火山的；可能性二，維持原判，火星曆史上沒有劇烈的火山爆發，但科學家們必須解釋磷石英的來源。到目前為止，我們還沒有答案，你不覺得當你了解了這些背景知識，再去關注來自NASA的消息，就很像追美劇了嗎？實際上，我看這些來自科學界的最新消息，還真的是很有追美劇的感覺。我偶爾會第一時間看到某個謎題被破解，就迫不及待地到處出“劇透”。和美劇“劇透黨”的區別在於，那個遭人恨，但我這種劇透遭人愛。

好奇號幾乎每年都有重大的新發現。2017年9月，《地球物理通訊》（Geophysical Research Letters，GRL）雜誌刊登了一篇論文(1)，好奇號在火星上發現了硼（B）元素。為什麽我要提這個發現呢？

我引用論文的第一作者帕特裏克·蓋思達博士（Dr. Patrick Gasda）的話來回答這個問題：“因為硼酸鹽在合成核糖核酸（RNA）的過程中發揮著至關重要的作用，在火星上發現硼進一步證明了該星球出現過生命的可能性。硼酸鹽是從簡單的有機分子到RNA的橋梁，而沒有RNA就不會有地球生命。硼的存在告訴我們：如果有機物存在於火星上，那麽合成RNA的化學反應就可能發生。”

熟悉生命科學的讀者可能知道，在生命科學中一度存在一個非常著名的悖論，那就是“DNA-蛋白質悖論”。也就是說，科學家們發現蛋白質的合成離不開DNA，而DNA的生成又需要蛋白質，這很像是蛋生雞還是雞生蛋的悖論。直到RNA被發現，這個悖論才算是解決了。RNA存在於已知的所有生命體中，無一例外，而RNA的形成離不開一種關鍵性的元素——硼。如果沒有了硼元素，那麽RNA就不可能在水中穩定地存在，而會像白糖一樣遇水就溶解了。

我這樣一解釋，你應該就明白了，為什麽在火星上發現硼元素那麽重要。假如沒有硼元素，我們就沒法指望在火星上發現我們已知的地球生命形式，隻能指望生命以非核糖核酸的形式從自然界中演化出來。現在，好奇號終於在一條硫酸鈣礦脈中發現了硼元素。這讓許多行星科學家鬆了一口氣。這下好了，生命需要的一種至關重要的元素在火星上也不缺。所以，蓋思達博士在接受采訪的時候興奮地說：“從本質上，這告訴我們，古老的火星上就可能已經存在生命了。”作為科學家，沒有一點依據，是不敢說這麽大膽的話的。現在科學家們最感興趣的是：數十億年前，火星上的湖泊和潮濕的地下環境裏到底發生了什麽樣的改變，影響到了那些本適合孕育微生物的環境。

當然，關於火星上是否存在或者曾經存在生命，依然是個未解之謎，但我們正在一點點地接近這個謎題的答案。我有充分的信心，在我有生之年，能夠看到這個謎題的破解。這不，在硼元素發現之後還不到一年，2018年6月，NASA召開新聞發布會，宣布了好奇號的又一項重大發現。

2018年6月7日，NASA下屬的戈達德航天中心（Goddard Space Flight Center, GSFC）和噴氣推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）召開聯合新聞發布會。戈達德航天中心的太陽係探索部主任保羅·邁哈飛（Paul Mahaffy）說：“這是非常激動人心的時刻。在地球上，有機化合物承載著眾多生命的印記，以至於我們很自然地把在火星上發現有機物等同於找到了生命，但這並不是我們這次發現中最重要的一點。真正重要的是，我們大大地擴展了搜尋有機物的能力，這將最終成為我們尋找生命的基礎。有趣的是，兩個發現成果可以說是互補的。一個成果是發現了數十億年前的有機物，它就深藏在一個古老湖泊的岩石中；另一個成果是大氣中最簡單的有機物甲烷。”

我說過，好奇號有一個很厲害的本事，就是可以鑽探。當它的鑽頭僅僅鑽到一塊大約35億年前的細粒沉積岩的5厘米深時，就發現了三種不同的有機分子，這是一個絕對值得召開新聞發布會的重大發現。它讓我們對火星遠古生命的信心又增加了一分。正如邁哈飛所說：“有機化合物是生命的基礎，對尋找生命至關重要。”看到這裏，你有沒有感受到火星生命正在向我們走來？

這一章的初稿寫作時間是2019年5月，那麽後來好奇號又有一些什麽樣的新發現呢？我把好奇號之後發布的所有消息重溫了一遍，內容真是豐富。有高清版的火星鵝卵石照片，有好奇號給自己鑽的洞拍的照片，還有好奇號拍攝到的火星上的日食現象。大家知道火星也有衛星，不過比月球小多了，所以火星上的日食看上去就像是大號版的金星淩日，你可以清晰地看到火星的“月亮”是一個不規則的圓形，像煤球一樣。在2019年4月10日首張黑洞照片公布的那天，好奇號也轉發了這張照片，還調皮地配了一句話：“這不是甜甜圈，也不是索倫之眼，這是第一張黑洞的照片。”索倫就是電影《魔戒》中的那個大反派。

好奇號就先說到這裏，接下來我們來說美國發射的一個火星探測器洞察號，它的英文名是“InSight”。但我覺得中文譯名非常貼切，這個火星探測器的確是在火星上先打一個深深的洞，然後再觀察火星地表以下的情況。它能打多深的洞呢？5米深！而好奇號隻能打大約5厘米深的洞，差了100倍。所以，洞察號打出來的洞才是一個真正的洞。

2018年11月26日，洞察號成功著陸火星。5天之後，洞察號就傳回了火星上的“風聲”。它並不是來自火星風本身，而是火星上的風吹過洞察號巨大的太陽能電池板發出的振動聲。

洞察號上最重要的一個儀器是地震儀，它被放置在火星深深的地表之下，通過探測“火星震”的轟鳴聲來揭示火星內部的信息。2019年2月，地震儀首次探測到了火星上微小的震顫，但這種震顫不一定是來自火星內部的。在地球上，這樣的微震無處不在，主要是由風暴和潮汐引起的。但是火星上沒有潮汐，所以地震儀探測到的這種微震很有可能也是來自火星上的風。這些風從火星表麵掠過的時候，就會在地表產生淺淺的長周期波，這種波被稱為瑞利波（Rayleigh wave）。

不過，洞察號探測到的火星微震還是讓科學家們很開心。這說明洞察號上的地震儀一切正常，沒有損壞，光是這一點就足以讓人欣慰了。接下來，洞察號要做的隻是靜靜地等待，等待著真正的火星地震的到來。我們還需要一些耐心，我每天都在期待著它的好消息。如果你們想第一時間得知洞察號的最新消息，可以關注洞察號的官方推特，在那裏總能得到最及時的消息。

2020年是火星探測的一個大年，好幾個火星探測器都在這一年紮堆發射。7月21日，阿拉伯聯合酋長國的“希望號”（UAE Hope）火星探測器發射成功，預計2021年2月抵達火星。2020年7月23日，我國的天問一號火星探測器成功發射。7月30日，美國的火星2020（Mars 2020）成功發射。

其中火星2020計劃最受矚目，被看成是好奇號的2.0版——各方麵能力都比好奇號更強的火星車，而它的任務目標非常明確：繼續尋找火星生命。

非常有意思的是，火星2020計劃還有一個全世界任何人都可以參與的活動，它會把你的名字帶到火星上。如果你現在去關注好奇號或者洞察號的官方推特，或許還能在推文裏找到這個廣告。任何人都可以通過NASA的官網登記自己的名字，然後，你就會得到一張前往火星的船票，弄得跟真的一樣，還有條形碼呢。

你還別以為這隻是小孩子過家家一樣的遊戲，它可是真的。NASA會把所有在官網登記的姓名用最先進的電子束光刻技術刻到直徑隻有幾毫米的芯片上，然後貼在火星車的外殼上，讓火星車帶著你的名字漫遊火星世界。這種事情其實已經發生過一次了，洞察號就攜帶著兩枚這樣的芯片，上麵刻著240多萬個名字，包括約26萬個中國人的名字。(2)可以說，NASA為了引起大眾對太空探索的關注，那是頻出奇招啊。

關於火星的新知，我都講完了。但這本書還遠沒有結束，因為最近這20年，太陽係中發生了太多令人激動的新聞。2016年9月25日，又是美國一個普通的星期天，NASA的官方推特上冷不丁地放出一個大消息：“星期一，我們將宣布一個來自木衛二歐羅巴的新聞。”怎麽樣，耳熟嗎？NASA顯然是為了紀念一年前，也就是2015年9月25日那次首個吊足人胃口的“周一見”。忘記的話，去重溫一下本書第1章和第2章的結尾部分。不過，這次NASA還很調皮地補充了一句：“劇透警告：不是關於外星人的。”

NASA這次到底宣布了什麽新聞呢？

(1)Discovery of boron on Mars adds to evidence for habitability, phys.org, Sept. 5, 2017.

(2)如果你也想讓自己的名字被送上火星，你可以到“科學有故事”的微信公眾號中回複關鍵詞“船票”，就可以得到登記姓名的網址了。中英文我都試過，均可以。