4　火星探索正在进行

好奇号火星车自2012年踏上火星的盖尔陨石坑，至今依然在服役。它在推特上的官方账号保持着很活跃的状态，时不时就会发布一条新的消息。截至我写稿的时候，最新一条消息是2019年5月22日发布的，内容是：“你知道吗，我有一个气象站。今天给你们带来了一个NASA讲解太阳系中极端气候的视频，它会让你理解这些知识如何帮助我们认识地球上的气候。”

好奇号在服役的这七八年中，几乎每年都会给我们带来一些重要的新发现。下面让我来替大家盘点一下，除了火星甲烷，好奇号还有哪些值得一说的重要发现。

大家别忘了，好奇号是一辆火星车，也就是说，它可以在火星上漫游。2015年4月到2015年11月，它在火星上一个叫作夏普山（Mount Sharp）的地方行进。

研究人员惊讶地发现，这个区域的二氧化硅（SiO2）富集度要明显高于其他它拜访过的区域。在这片区域的某些岩石中，二氧化硅的含量甚至高达90%。这能说明什么呢？二氧化硅这种物质在地球上太多了，我们随手抓起一把沙子，里面就有大量的二氧化硅。把二氧化硅和其他化合物一起烧化了，再凝结起来，就是我们常见的玻璃，而只含二氧化硅的玻璃就是石英玻璃。但是请大家注意，让二氧化硅在自然条件下富集起来，我们已知的两种方式要么需要大量水的参与，要么需要火山活动的参与。

在夏普山地区发现的二氧化硅富集现象的原因是什么呢？最有可能的情况是火星历史上有过大量的地表水或者活跃的火山活动，当然，也不能完全排除火星有一些独特的自然现象导致了二氧化硅的富集。总之，这是一个很有意思的发现。洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory, LANL）金斯·弗莱登万（Jens Frydenvang）对此评论说：“高度富集的二氧化硅是个惊喜——它非常有趣，因此我们又返回这里，使用好奇号的更多仪器来研究它。”

因为这个意外发现，好奇号便在夏普山地区停了下来，以便做更进一步的分析研究，弄清楚这些二氧化硅到底是通过什么方式富集起来的。这一研究就是半年多，到了2016年6月，研究终于取得了关键性的进展。

好奇号在这个地区的岩石中发现了一种叫作磷石英的物质，这是一种在高温（通常需要870℃以上）以及低压环境下形成的二氧化硅晶体，是火山岩中特有的矿物。这一发现让科学家们不得不重新思考火星的地质历史。

过去我们一直认为，火星的地质历史与地球相比是非常平淡的，因为火星上没有板块运动，所以也不太可能存在大地震和爆发性的火山。目前我们已知的所有火星火山证据都表明，火星上的火山岩石都是地壳下面的岩浆通过断裂处流出后冷却形成的。换句话说，这种火山是一种很平稳的火山，不像大家脑海中浮现的那种剧烈喷发的火山。地球上的夏威夷火山就是这样的，常年有岩浆流出，但是不剧烈，经常有胆子很大的探险者把看岩浆当成一项旅游活动。

但是，磷石英的发现却让科学家们不得不重新思考这一旧有的认知是否正确。这种矿物的存在或许可以证明，在远古时期，火星上也存在剧烈的火山爆发现象。这个研究成果发表在2016年6月的《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。如果这是真的，那么新的问题又来了。科学研究总是这样，按下葫芦浮起瓢。新的问题是，在没有板块构造的情况下，剧烈喷发的火山是怎么形成的呢？这些问题又给行星科学家们长长的研究清单上增添了好几个问题。

磷石英的发现把火星的地质历史推向了两种可能性：可能性一，火星有过剧烈的火山爆发，但科学家必须解释像火星这样没有板块构造的行星是怎么产生这种火山的；可能性二，维持原判，火星历史上没有剧烈的火山爆发，但科学家们必须解释磷石英的来源。到目前为止，我们还没有答案，你不觉得当你了解了这些背景知识，再去关注来自NASA的消息，就很像追美剧了吗？实际上，我看这些来自科学界的最新消息，还真的是很有追美剧的感觉。我偶尔会第一时间看到某个谜题被破解，就迫不及待地到处出“剧透”。和美剧“剧透党”的区别在于，那个遭人恨，但我这种剧透遭人爱。

好奇号几乎每年都有重大的新发现。2017年9月，《地球物理通讯》（Geophysical Research Letters，GRL）杂志刊登了一篇论文(1)，好奇号在火星上发现了硼（B）元素。为什么我要提这个发现呢？

我引用论文的第一作者帕特里克·盖思达博士（Dr. Patrick Gasda）的话来回答这个问题：“因为硼酸盐在合成核糖核酸（RNA）的过程中发挥着至关重要的作用，在火星上发现硼进一步证明了该星球出现过生命的可能性。硼酸盐是从简单的有机分子到RNA的桥梁，而没有RNA就不会有地球生命。硼的存在告诉我们：如果有机物存在于火星上，那么合成RNA的化学反应就可能发生。”

熟悉生命科学的读者可能知道，在生命科学中一度存在一个非常著名的悖论，那就是“DNA-蛋白质悖论”。也就是说，科学家们发现蛋白质的合成离不开DNA，而DNA的生成又需要蛋白质，这很像是蛋生鸡还是鸡生蛋的悖论。直到RNA被发现，这个悖论才算是解决了。RNA存在于已知的所有生命体中，无一例外，而RNA的形成离不开一种关键性的元素——硼。如果没有了硼元素，那么RNA就不可能在水中稳定地存在，而会像白糖一样遇水就溶解了。

我这样一解释，你应该就明白了，为什么在火星上发现硼元素那么重要。假如没有硼元素，我们就没法指望在火星上发现我们已知的地球生命形式，只能指望生命以非核糖核酸的形式从自然界中演化出来。现在，好奇号终于在一条硫酸钙矿脉中发现了硼元素。这让许多行星科学家松了一口气。这下好了，生命需要的一种至关重要的元素在火星上也不缺。所以，盖思达博士在接受采访的时候兴奋地说：“从本质上，这告诉我们，古老的火星上就可能已经存在生命了。”作为科学家，没有一点依据，是不敢说这么大胆的话的。现在科学家们最感兴趣的是：数十亿年前，火星上的湖泊和潮湿的地下环境里到底发生了什么样的改变，影响到了那些本适合孕育微生物的环境。

当然，关于火星上是否存在或者曾经存在生命，依然是个未解之谜，但我们正在一点点地接近这个谜题的答案。我有充分的信心，在我有生之年，能够看到这个谜题的破解。这不，在硼元素发现之后还不到一年，2018年6月，NASA召开新闻发布会，宣布了好奇号的又一项重大发现。

2018年6月7日，NASA下属的戈达德航天中心（Goddard Space Flight Center, GSFC）和喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory, JPL）召开联合新闻发布会。戈达德航天中心的太阳系探索部主任保罗·迈哈飞（Paul Mahaffy）说：“这是非常激动人心的时刻。在地球上，有机化合物承载着众多生命的印记，以至于我们很自然地把在火星上发现有机物等同于找到了生命，但这并不是我们这次发现中最重要的一点。真正重要的是，我们大大地扩展了搜寻有机物的能力，这将最终成为我们寻找生命的基础。有趣的是，两个发现成果可以说是互补的。一个成果是发现了数十亿年前的有机物，它就深藏在一个古老湖泊的岩石中；另一个成果是大气中最简单的有机物甲烷。”

我说过，好奇号有一个很厉害的本事，就是可以钻探。当它的钻头仅仅钻到一块大约35亿年前的细粒沉积岩的5厘米深时，就发现了三种不同的有机分子，这是一个绝对值得召开新闻发布会的重大发现。它让我们对火星远古生命的信心又增加了一分。正如迈哈飞所说：“有机化合物是生命的基础，对寻找生命至关重要。”看到这里，你有没有感受到火星生命正在向我们走来？

这一章的初稿写作时间是2019年5月，那么后来好奇号又有一些什么样的新发现呢？我把好奇号之后发布的所有消息重温了一遍，内容真是丰富。有高清版的火星鹅卵石照片，有好奇号给自己钻的洞拍的照片，还有好奇号拍摄到的火星上的日食现象。大家知道火星也有卫星，不过比月球小多了，所以火星上的日食看上去就像是大号版的金星凌日，你可以清晰地看到火星的“月亮”是一个不规则的圆形，像煤球一样。在2019年4月10日首张黑洞照片公布的那天，好奇号也转发了这张照片，还调皮地配了一句话：“这不是甜甜圈，也不是索伦之眼，这是第一张黑洞的照片。”索伦就是电影《魔戒》中的那个大反派。

好奇号就先说到这里，接下来我们来说美国发射的一个火星探测器洞察号，它的英文名是“InSight”。但我觉得中文译名非常贴切，这个火星探测器的确是在火星上先打一个深深的洞，然后再观察火星地表以下的情况。它能打多深的洞呢？5米深！而好奇号只能打大约5厘米深的洞，差了100倍。所以，洞察号打出来的洞才是一个真正的洞。

2018年11月26日，洞察号成功着陆火星。5天之后，洞察号就传回了火星上的“风声”。它并不是来自火星风本身，而是火星上的风吹过洞察号巨大的太阳能电池板发出的振动声。

洞察号上最重要的一个仪器是地震仪，它被放置在火星深深的地表之下，通过探测“火星震”的轰鸣声来揭示火星内部的信息。2019年2月，地震仪首次探测到了火星上微小的震颤，但这种震颤不一定是来自火星内部的。在地球上，这样的微震无处不在，主要是由风暴和潮汐引起的。但是火星上没有潮汐，所以地震仪探测到的这种微震很有可能也是来自火星上的风。这些风从火星表面掠过的时候，就会在地表产生浅浅的长周期波，这种波被称为瑞利波（Rayleigh wave）。

不过，洞察号探测到的火星微震还是让科学家们很开心。这说明洞察号上的地震仪一切正常，没有损坏，光是这一点就足以让人欣慰了。接下来，洞察号要做的只是静静地等待，等待着真正的火星地震的到来。我们还需要一些耐心，我每天都在期待着它的好消息。如果你们想第一时间得知洞察号的最新消息，可以关注洞察号的官方推特，在那里总能得到最及时的消息。

2020年是火星探测的一个大年，好几个火星探测器都在这一年扎堆发射。7月21日，阿拉伯联合酋长国的“希望号”（UAE Hope）火星探测器发射成功，预计2021年2月抵达火星。2020年7月23日，我国的天问一号火星探测器成功发射。7月30日，美国的火星2020（Mars 2020）成功发射。

其中火星2020计划最受瞩目，被看成是好奇号的2.0版——各方面能力都比好奇号更强的火星车，而它的任务目标非常明确：继续寻找火星生命。

非常有意思的是，火星2020计划还有一个全世界任何人都可以参与的活动，它会把你的名字带到火星上。如果你现在去关注好奇号或者洞察号的官方推特，或许还能在推文里找到这个广告。任何人都可以通过NASA的官网登记自己的名字，然后，你就会得到一张前往火星的船票，弄得跟真的一样，还有条形码呢。

你还别以为这只是小孩子过家家一样的游戏，它可是真的。NASA会把所有在官网登记的姓名用最先进的电子束光刻技术刻到直径只有几毫米的芯片上，然后贴在火星车的外壳上，让火星车带着你的名字漫游火星世界。这种事情其实已经发生过一次了，洞察号就携带着两枚这样的芯片，上面刻着240多万个名字，包括约26万个中国人的名字。(2)可以说，NASA为了引起大众对太空探索的关注，那是频出奇招啊。

关于火星的新知，我都讲完了。但这本书还远没有结束，因为最近这20年，太阳系中发生了太多令人激动的新闻。2016年9月25日，又是美国一个普通的星期天，NASA的官方推特上冷不丁地放出一个大消息：“星期一，我们将宣布一个来自木卫二欧罗巴的新闻。”怎么样，耳熟吗？NASA显然是为了纪念一年前，也就是2015年9月25日那次首个吊足人胃口的“周一见”。忘记的话，去重温一下本书第1章和第2章的结尾部分。不过，这次NASA还很调皮地补充了一句：“剧透警告：不是关于外星人的。”

NASA这次到底宣布了什么新闻呢？

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

(2)如果你也想让自己的名字被送上火星，你可以到“科学有故事”的微信公众号中回复关键词“船票”，就可以得到登记姓名的网址了。中英文我都试过，均可以。