美华头条综合报道 2026年,人类对火星的探测正在进入一个比寻找水更深入的阶段。美国“毅力号”和“好奇号”继续分析古老岩石,欧洲航天局正在准备能够钻入火星地下约2米的“罗莎琳德·富兰克林”号,中国“天问三号”计划于2028年前后实施火星采样返回任务。几十年来,各国持续把探测器送往火星,最重要的科学原因已经越来越清楚:这颗今天寒冷、干燥的行星,数十亿年前曾经拥有河流、湖泊和更加温暖湿润的环境,而这些古老地层可能保存着生命是否曾经在地球之外出现过的证据。

2021年2月18日,“毅力号”降落在火星杰泽罗陨石坑。科学家之所以选择这里,是因为轨道探测早已发现明显的古代河流三角洲结构。火星车抵达后取得的地面影像和岩石数据进一步证实,大约35亿年前,河流曾经进入杰泽罗陨石坑并形成湖泊,泥沙、矿物和其他物质不断沉积在湖底。对于寻找古代生命而言,这类环境尤其重要。地球上的湖泊、河口和三角洲不仅能够长期维持微生物活动,也容易把有机物和生物活动留下的化学痕迹封存在沉积岩中。火星曾经长期存在液态水,意味着科学家已经找到了一个曾经可能适合生命生存的真实环境,而寻找生命痕迹也因此有了明确的地质目标。

随后发现的有机分子进一步增加了这一研究方向的科学价值。2025年3月,NASA公布“好奇号”对盖尔陨石坑一份古老岩石样本的分析结果,科学家识别出癸烷、十一烷和十二烷等长链有机分子,是当时在火星发现的最大有机分子。这些物质可能与更大的脂肪酸类分子有关。脂肪酸在地球生命细胞结构和代谢过程中具有重要作用,同时也可能通过非生物化学过程形成,因此这一发现还不能作为生命存在的证明。它更重要的意义在于说明,复杂有机化学物质能够在火星岩石中保存极其漫长的时间,这使寻找数十亿年前生命留下的化学痕迹成为一个可以实际进行的科学工作。2026年4月,研究人员又从“好奇号”此前采集的另一份样本中确认21种含碳分子,其中7种此前从未在火星确认发现,显示古代火星的有机化学环境可能比过去认识的更加丰富。

真正把火星生命问题进一步向前推进的,是“毅力号”在2024年7月研究的一块名为“Cheyava Falls”的岩石。这块岩石位于杰泽罗陨石坑一条已经干涸的古代河道,“毅力号”从中取得“Sapphire Canyon”岩芯样本。经过一年多研究,相关成果于2025年公布并经过同行评审,研究人员在样本中确认了一组被称为“潜在生物特征”的矿物和化学现象,其中包括与古代水环境、有机物和特定化学反应有关的结构。这些特征存在由远古微生物活动形成的可能,因此成为目前寻找古代火星生命过程中最值得继续验证的候选证据之一。不过,科学家仍然能够提出不需要生命参与的地质化学形成机制,目前没有任何机构确认火星已经发现生命。

这道科学界限决定了下一阶段火星探测为什么必须继续深入。判断几十亿年前一颗行星是否曾经存在微生物,不能只依赖一种有机分子、一种矿物或者一种特殊岩石纹理。可靠结论需要岩石形成环境、有机分子结构、同位素比例、矿物组成以及微观形态等多种证据相互吻合。如果这些信息能够同时出现在保存完好的古老沉积岩中,生命起源的解释才可能获得更强支持。因此,火星探测正在从地表巡视逐渐转向地下钻探和样品返回,希望获取受到辐射破坏更少、保存状态更加完整的古老材料。

欧洲航天局正在推进的“罗莎琳德·富兰克林”号就是这一方向的重要任务。按照目前计划,这辆火星车将在Oxia Planum地区寻找古代生命迹象。该区域保存着接近40亿年历史的富黏土地层,而黏土的形成与长期液态水环境密切相关。2026年的研究进一步显示,这里的黏土沉积范围比此前认识更大,意味着古代水环境可能具有相当规模。“罗莎琳德·富兰克林”号能够钻入火星地下约2米取得样本,这一点尤其关键。火星地表长期受到宇宙辐射和强氧化环境影响,复杂有机物会随着时间逐渐遭到破坏,埋藏在地下的古老岩层更有可能保存完整的化学记录。如果火星几十亿年前存在过微生物,地下沉积层可能比今天暴露在地表的岩石更容易留下可识别的证据。

中国计划实施的“天问三号”则准备把火星研究推进到另一个阶段。按照已经公布的任务安排,“天问三号”计划于2028年前后发射,并争取在2031年前后把火星样品送回地球。任务的重要科学目标包括寻找可能的生命标志物,研究火星水环境、大气和宜居条件的演化。火星车和着陆器能够携带的分析设备始终受到重量、功耗和体积限制,而样品进入地球实验室后,科学家可以使用大型质谱仪、电子显微镜、同位素分析设备以及未来出现的新技术进行反复检测,也可以由多个实验室采用不同方法交叉验证。同一块火星岩石如果同时提供有机物、特殊矿物、同位素异常和微观结构等多种证据,人类才可能真正接近回答火星是否曾经存在生命的问题。

寻找生命只是火星研究价值的一部分。火星还是研究行星如何失去宜居环境的重要对象。今天的火星平均气温很低,大气密度只有地球的一小部分,稳定液态水无法长期存在于表面,但古代河道、湖泊、沉积层和含水矿物说明,它过去拥有完全不同的气候环境。现有研究认为,火星早期失去全球磁场后,大气逐渐更直接地受到太阳风影响,大量气体在漫长时间中逃逸到太空,地表压力和温度不断下降,液态水逐渐难以长期存在。研究这一过程不仅能够解释火星如何从一个可能适宜生命生存的世界变成今天的荒漠,也能够帮助科学家理解岩石行星维持大气、液态水和稳定气候所需要的条件。

火星还有一个地球已经很难提供的优势:它保存了大量极其古老的岩石记录。地球形成超过45亿年,但板块运动、火山活动、水循环和侵蚀持续改造地表,很多最早期地质证据已经被破坏或重新循环。火星缺少类似地球今天这种广泛而活跃的板块构造,大量形成于三四十亿年前的地层仍然保存在表面。研究这些岩石,相当于直接读取太阳系早期岩石行星的地质档案,也能够为研究年轻地球曾经经历的环境提供一个独立参照。

未来真正具有决定意义的结果,无论来自欧洲地下钻探、中国火星样品返回,还是“毅力号”已经保存的岩芯,都将集中回答同一个问题:一个曾经拥有液态水、湖泊、河流、有机物和适宜化学环境的行星,生命究竟有没有在那里出现过。如果最终找到可以排除普通地质过程的生命证据,人类将第一次确认生命曾经在地球之外独立出现,这会直接改变对生命在宇宙中普遍程度的判断。如果大量保存良好的古老火星样品经过长期研究仍然没有发现生命痕迹,科学家也将获得另一项重要信息——拥有水、有机物和适宜环境可能仍不足以让生命产生,生命起源所需要的条件可能比目前认识的更加复杂。

这也是人类持续探测火星最根本的科学原因。火星距离地球足够近,可以进行着陆、钻探和采样,又保存着一个曾经拥有大量液态水、后来彻底改变环境的古老世界。几十年前,人类首先在火星寻找水;今天,水存在过已经成为地质事实,探测目标开始进一步转向水曾经创造的环境里究竟发生了什么。未来从火星地下取得的岩石和送回地球的样品,可能最终告诉人类,生命究竟是地球经历的一次罕见事件,还是只要条件合适,就可能在宇宙中的其他行星上再次出现。