火星生命研究结果成立与否的科学依据将是一项在现代科学中史无前例的举世瞩目的考证作业。至今,个人、小组或政府都没有搁置过这种难处理的关于在另一行星上存在生命的资料。而且,只有在掌握了现代科学的时代,才能有这些先进的手段来解释这种资料。
著名的天文学家卡尔 · 萨根(Carl Sagan)说过,“非凡的主张需要非凡的证据,这一格言在为国家航空航天局/斯坦福大学领导的小组开辟艰险的前进道路。
他们的资料使人不能不信,但是仍然有些问题。这些问题都是相当基本而简单的,不过没有答案。而且,田纳西大学(位于洛杉矶的加州大学)和凯斯西部保留地大学著名研究人员已对这种资料的某些部分提出异议。然而,田纳西大学/凯斯西部保留地大学小组现在也开始把火星生命形式看作一种可行的方案。有待解决的关键问题是:
有机物起源——陨石含有唯一的有机物——迄今为止在火星样品中发现的碳基物质,不会有争论。据古生物学教授、研究生命进化与起源的UCLA中心主任J. 威廉 · 斯科浦夫(J. William Schopf)的看法,问题是它是否“确实是生物的”。斯科浦夫由于他的地球上古生命研究得到了国际赏识,他研究了30年,已经写出了关于36亿年前地球上生命形式的可靠资料,这与为火星生命形式提出的年代相同。
“仅仅是有机物存在,不等于有生命,”斯科浦夫说。“我们知道有许多含碳的球粒状陨石,它们含有大量非生物起源的有机物,”
斯科浦夫不是国家航空航天局小组的成员,是应局长丹尼尔S. 戈尔丁(Daniel S. Goldin)邀请,对这个问题及早提出有益的科学异议,帮助衡量国家航空航天局的研究结果。
多环芳香烃问题——当以地球为基地的微生物死亡时,它们所包含的复杂的有机分子经常分解为多环芳香烃。国家航空航天局/斯坦福大学小组在陨石中大量地发现它们——该小组认为,“此项发现是与主张它们是变成化石过程的产物相一致。”
但是,在星际尘粒、碳粒和含碳的球粒状陨石中,通常也会发现多环芳香烃。斯科浦夫说,“在这些情况下,它们从来没被解释为生物的”,他说,“论证的重点要放在主张它们是生物的那些部分”。
国家航空航天局/约翰逊空间中心小组负责人戴维 · 麦凯(David Mckay)说,要优先对多环芳香烃作更多的分析。
有机物特征——国家航空航天局/斯坦福大学小组正在研究,但尚未提供它们提出的用电子显微镜描绘的古生命形式的某些最基本的特征。
这些包括:猜想的有机物细胞壁确实是与它们的地质背景分开而且不相同的严格资料,细胞分裂证据,以及化石细胞结构实际上是空腔能够保存“液汁”作为水基化学物质来维持生命的资料。斯科浦夫说,在多个样品上此类严格资料应是“冒烟的枪(Smoking gun)”,能够证实在火星上存在着古生命形式。
麦凯说,这些问题都是“十分重要的问题”,该小组打算利用透射电子显微镜去检查猜想的化石的微小断面——它们尺寸小,这是一项极其困难的任务。麦凯说,此项工作应揭示细胞的外膜和内部结构。
影响此生命形式有效性的另一个潜在问题是:火星细菌极小,甚至达到微生物标准。小至20~100纳米(一根人发的千分之一),比在地球上发现的最小古生命形式小100倍。
碳酸盐历史——微小球状碳酸盐在研究结果中起了关键作用。此项资料表明,火星有机物,与纯地质过程相反,可以帮助形成碳酸盐。但是,就有机物成长而言,碳酸盐形成的温度务必是大约80℃或更低些。
然而,田纳西大学和凯斯西部保留地大学的研究人员在英国《自然》杂志中发表过研究结果,他们认为火星陨石中碳酸盐结构是由宿主岩石和炽热的富含二氧化碳的液体在高达650℃温度情况下产生反应而形成的。
他们提出,这种情况发生与第二个因素——碰撞事件有关,在碰撞中该样品被炸离火星。
此项研究是由田纳西大学(位于诺克斯维利市)地质学教授哈里Y. 麦克斯温(Harry Y. McSween)和凯斯西部保留地大学(位于克利夫南市)地质学家拉尔夫P. 哈维(Ralph P. Harvey)完成。
麦克斯温说,火星岩石中碳酸盐看起来不像由水形成的碳酸盐类型,这是国家航空航天局模型的一个关键情况。他说,它们看起来则像在变质岩中于高温时形成的碳酸盐。而且,该火星样品大部分是由矿辉石组成,矿辉石在水中是不稳定的。
他说,“因此,根据这些观察,我们认为或许流过这里的不是水(对国家航空航天局模型来是一个关键因素)而是在高温反应中二氧化碳蒸气。”这便排除了样品中的生命。
但是,麦克斯温还告诉《航空周刊与空间技术》杂志,在事后,他认为用生物学来解释在目前是一种较为可行的方案。麦克斯温说,“我务必说明,当我们在《自然》杂志上发表文章时,我们没有考虑第三种可行的可能性——或许有微生物在此系统中起作用,细菌能做出惊人的事情,有时会生成在那里没有过的矿物。”
当他和哈维进行研究时,只单纯作为地质学评估,没有考虑到生物学问题。麦克斯温说 · “我们没有考虑过生物学,也就是说,在《自然》杂志中的报道可能看起来有一点小差异Z国家航空航天局地质学家埃弗雷特 · 吉布森(Everett Gibson)说,氧同位而特殊的无机物资料反驳了哈维/麦克斯温的高温方案。
[Aviation Week Space Technology,1996年8月]