今年3月，来自各地的行星学家聚集在位于休斯敦的美国航空航天局约翰逊航天中心，讨论关于太阳系中的岩石状（和冰状）物体问题。他们讨论的客体既包括像尘埃这样的微粒，也包括像地球这样含有陆地的行星。关于火星的问题（包括像火星上的溪谷和分层的沉淀物是否是由水形成的）得到了大家的普遍关注。同时，因为在来自某些行星的岩石上发现了细菌，所以有人还提出了关于星际旅行的前景问题。

　　火星溪谷并非那样潮湿？

　　去年夏天，美国航空航天局公布了一些照片，这些照片生动地显示了在火星的悬崖峭壁上存在着溪谷。由此，火星上存在着生命的希望——至少在普通人的想象中——大大增加了。这些由火星轨道探测器发回的照片有可能向我们暗示，在不久以前，曾经有水从火星岩石的表面流出来。通常，哪儿有液态水，哪儿就会有生命，至少也会有古代生物的遗骸出现。现在终于有机会让从事火星研究的科学家重新考虑这种可能性了，然而他们之中的一些人却对这种思想大泼冷水。

　　在会议上，有些人对含水土层（含水土层处于火星寒冷的表面以下）形成溪谷的机理进行了解释。但是，另一些人则提出了与之不同的意见，认为与地球上的溪谷一样，火星上的溪谷只不过是由雪在融化时所产生的斑点在短时间内形成的。来自加州帕萨迪纳喷气推进实验室的行星学家迈克尔·赫克特（Michael Hecht）认为：这一机理“暗示着，要解释这种地貌，你不必要求有水从地下渗出来”。而没有水在地下保持液体状态，要在其中寻找生命体或者化石将是非常愚蠢的。

　　圣地亚哥马林太空科学系统（有限）公司（MSSS）的行星学家迈克尔·马林（Michael Malin）和肯尼斯·艾吉特（Kenneth Edgett）他们发表在《科学》上的一篇论文中给出了溪谷的照片，并且认为有水从有浸透性的岩石含水层——含水土层——中渗出而暴露在悬崖的表面上是对这一地貌的一个合适的解释（火星探测器上的照相机是由MSSS设计、建造并且负责运行的）。他们指出，外界的低温将使得含水土层的外表面冻结，而内部的水在不断增大的水压的作用下将最终会冲破地表，在悬崖表面形成凹坑，然后沿着斜坡流动形成河道，最后包含在水中的碎块在悬崖脚下沉积，形成冰川沉积堆。然而，这种方案并不能让某些行星学家满意。他们特别提到，火星表面的温度非常低（平均为-70℃到-100℃），在这么低的温度下，不用说一两米了，就是在表面以下2到3公里范围内的水，都会被完全冻结住。

　　许多研究人员在会议上提出了自己的方案，以让渗漏的含水土层能够形成溪谷。这些方案包括：在火星的地表附近或许有许多从地下渗出的岩浆，它们非常小，因而很难观测到，但它们却可以使得附近的水保持为液态的；或许火星的“土壤”表面具有一个厚厚的保温层，它可以吸纳足够的来自火星内部的热量；或者，火星上的水包含有太多的盐份而很难冻结。但是，最让人吃惊的并不是那些来自火星的、而是来自地球北极的溪谷照片。上个世纪的80年代后期，法国南巴黎大学的地形学家弗兰科易斯·科斯塔德（Francois Costard）及其同事把一些冰山的断层从北极拖到东格陵兰岛的詹姆森地区，并在那里研究了冰河周围的地质特征。他们发现，这种地质特征跟火星上的溪谷地貌非常相似——在高高的悬崖峭壁上分布着许多凹坑，每个凹坑都向下都连着一条河槽，而在每条河槽的末端还都出现了由碎块组成的冰山沉积堆。跟火星上的一样，在每条河槽的两岸甚至还出现了矮矮的由碎块组成的堤坝。但是悬崖中并没有出现含水土层和任何形式的渗漏现象。SETI研究所（位于加利福尼亚州芒廷维尤市）的地质学家帕斯卡·李（Pascal Lee）等人在加拿大北部的德文岛也发现了类似的溪谷（不过它的体积要小一些）。

　　科斯塔德和李认为，地球上的无渗漏溪谷是由前一年冬季的雪形成的，它们与含水土层无关。春天，落入凹坑的雪开始融化，这使得凹坑下面的岩石因表面逐渐充满水分而变得疏松。接下来，岩石开始一块一块地剥落，最后由水和岩石碎块组成的混合物就沿着斜坡从高处滑落了下来。科斯塔德说道：“这是一个经典的过程。”他认为，如果火星的气候变化很大（或许，因为火星旋转的轴在做周期性的摆动，所以才产生了这样的气候变化），以至于能够在火星中等纬度区域（这个区域也是我们现在发现的大部分溪谷的所在区域）产生霜冻或者雪，那么这个简单的解释也同样适用于火星。

　　然而，艾吉特却对这样一个纯粹的表面过程是否也同样适用于火星表示怀疑。他特别指出，大部分河槽都产生于岩石的同一层，这一事实表明岩石中的某些结构（大概是含水土层）支配着溪谷的形成。另一方面，艾吉特还提到，地表受到撞击后所产生的坑中有一个中央丘，它也布满了溪谷。令人不解的是，渗漏到中央丘高处的水是从哪儿来的呢？他认为水可能是由雪融化而来的。现在，研究人员正在对从火星探测器上得到的65000多张火星照片，以及更多的关于地球的类似照片进行进一步地考察。根据目前的情况来看，进展很顺利。

　　分层的火星并不总是潮湿的？

　　正当火星上的溪谷问题得到了与会科学家极大关注（如上所述）的时候，去年有关火星的另一大热门话题——火星上的黑斑问题（有人认为黑斑的出现是由于沉积物分层沉淀在湖泊甚至浅海中的缘故，见2000年12月8日出版的《科学》杂志）——却受到了冷落。然而，两者的基本的问题是一样的：即使分层的沉积物能够表明有水存在，那么，在火星的表面到底有多少水呢？

　　分层本身并不能向行星地质学家们说明什么问题；条纹清晰的物质层可能只是被风吹起的灰尘或者火山喷出的火山灰而已。在无法亲眼见到沉积物颗粒的情况下，火星地质学家必须要从地面的形状判断出分层地形的起源。在会议上，大多数人都认为：巨大的海拉丝盆地中的一段分层地块是一个古老的受到冰封的湖的湖床。但是，在讨论其他地块时，认为它们是火山灰和认为它们是含水沉淀物的人不相上下。

　　海拉丝盆地当然有可能形成湖。这座盆地大约形成于40亿年前的一次行星碰撞，它位于火星的南半球，跨度达2000公里，深8公里。为了弄清楚曾经是否有水流进海拉丝盆地，并且同时还带来了沉淀物，美国航空航天局艾姆斯研究中心（位于加州莫非埃特菲尔德地区）的行星地质学家杰弗里·摩尔（Jeffrey Moore）和从美国地质勘查局（USGS）太空地质学部退休的唐·威廉（Don Wilhelms）对近年来从火星轨道探测器上发来的图像和地质学数据进行了仔细的研究。

　　通过他们的分析，海拉丝盆地里的沉淀物果真呈现出一个古老的湖床的形状。在风的长期侵蚀下，海拉丝盆地里的沉淀物已经被削去了一部分，从而暴露了它那横穿整个盆地的岩石的层状结构。沉淀物中有一层特殊的带状层，它就像浴缸环一样紧紧地环绕在盆地的边缘。摩尔和威廉说道，这个不连续的带状层具有像架子一样的陡峭结构，这种结构跟南极洲干谷里的冰封湖在其边缘形成的地理结构属于同一种类型。他们指出，如果35亿年前（那时，沉淀物已经开始沉积）的气候跟现在一样，那么海拉丝湖可能已经被数百米厚的冰所覆盖，而这层冰会通过阻止沉淀物流入，以让沉淀物在湖边堆积的方式来使沉积物的边缘形成现在的形状。如果断定水是从海拉丝盆地东部和南部的峡谷流进来的，那么，在附近的火山喷发，并且释放的热融化了富含冰的沉淀物之后，应该会有很多沉淀物流入湖中。而在盆地的最低处将会形成独一无二的“蜂窝”状结构，这就像湖水刚刚干涸后，冰块沉入留在湖底的泥浆一样。为了保持前后一致，摩尔和威廉测定，在盆地周围，边缘沉淀物跟一个质量好的浴缸环一样，它的海拔高度保持不变。

　　与会的许多听众都相信，海拉丝盆地里的层状沉淀物是古代湖泊的遗留物。布朗大学（位于罗得岛州普罗维登斯）的行星地质学家詹姆斯·海德（James Head）与同在布朗大学的布拉德利·汤姆森（Bradley Thomson）一起也仔细地研究了同样的数据，他说：“我们还发现了海拉丝盆地里含有水以及含水沉积物的证据。”

　　但是，与会者常常不是把水中杂物的沉积、而是把火山灰的沉积与火星上到处都是的层状沉积物联系在一起的。美国地质勘查局的拜尔·鲁齐塔（Baerbel Lucchitta）根据发送回来的照片指出，玛丽娜瑞丝峡谷（火星中部最大的裂缝）底部的层状沉淀物跟一些与火山口类似的小裂沟的关系很密切。她认为，峡谷里的沉淀物很像1783至1784年冰岛雷克火山爆发时所释放的火山灰。亚利桑那大学的行星地质学家赖茨罗·凯茨拉伊（Laszlo Keszthelyi）特别提到，火星阿西亚火山附近的层状沉淀物看起来跟火山岩不同，它们倒是跟1790年夏威夷基拉韦厄火山口喷出的、现在已经沉积下来的火山灰很像。

　　夏威夷大学（火奴鲁鲁）的彼得·牟津尼斯·马克（Peter Mouginis-Mark）说道，证明火星某处的沉淀物是火山灰下落形成的，而不是含水物质流入的结果，是一件很困难的事情，但是，“我们中的许多人还是认为前一种解释更合适些。”凯茨拉伊也说道：“我刚看到这些沉淀物的时候就认为，`孩子，那看起来就像一堆灰'。即使不占多数，那也肯定会有不少层状沉淀物是由火山灰形成的。”

　　艾吉特和马林（去年因提出层状沉淀物来源于水而引起轰动）也承认，根据目前的探测结果，我们“根本没有办法弄清楚”，大多数层状沉淀物中是否含有水。他说，为了确认层状沉淀物是否含水，“漫步者号”火星探测器必须要在距离火星更近的地方观测它们。

　　没有外来生命

　　地球上的生命在地球诞生5亿年之后就已经出现，这看起来太不可思议了。所以有些科学家提出了另一种生命来源的学说。他们猜想：生命或许偶然产生于银河系中的某个别的星球，但后来那个星球不适合生存了，于是它们开始迁移；在它们到达地球之前，它们一直在银河系中的各个行星系之间流浪。但是现在，亚利桑那大学的行星物理学家杰伊·迈罗什（JayMelosh）采用统计学的方法彻底否定了这种学说。他在这次会议上报告了他对生命的星际起源学说进行了定量的研究，研究的结果表明：另一个星系中的生命跟随陨石落到地球的可能性非常非常小。迈罗什说道：“看来，我们的太阳系在生物学上是孤立的。我们将不得不在太阳系的内部寻找生命的发源地。”

　　具有讽刺意味的是，正是迈罗什80年代的一项工作为生命在太阳系各行星之间的迁移提供了理论支持。现在我们已经确定地球上的陨石有不少来自于火星及其卫星。但是，我们仍不清楚它们到底是怎么来的。迈罗什认为：位于火星表面或者离其表面不远的岩石有可能在一次不远处的陨星碰撞中没有被融化或蒸发，反而被剧烈的碰撞所加速，当速度大于逃逸速度时，它们就有可能从火星中逃脱出来。而其中的某些能跟地球相撞，那也是非常巧合的事情。太阳系内部必定漂浮着许许多多像陨石那样的岩石星体，要不然，不会每年仅仅从火星来的陨石就有15颗之多。

　　现在，迈罗什已经计算出一块岩石从一个行星系的含陆地行星逃出、而在另一个行星系的行星上着陆的几率。迈罗什采用蒙特卡罗技术模拟了逃逸岩石的运动轨道，发现每年从木星逃出太阳系的岩石跟火星每年落入地球的陨石数目相当。然后，他接着用另一个版本的蒙特卡罗轨道程序计算了这些飞向其他行星系的岩石被另一个行星系接收所需要的时间，结果大约为1亿年。但是计算还没有结束。另一个计算表明，即使一颗岩石被某个行星系接收了，它坠落到某个行星上的几率也只有万分之一。所以，根据这些计算，要看到有物体从太阳系外行星坠落到地球，你不得不等上1万亿年。

　　即便这样，迈罗什却还说：“我对这个几率的估计还是相当宽大的。”他假设所有的恒星附近都有适合于生存的行星，每一块逃逸出来的岩石都带有能够繁衍后代的生命物质，并且这些生命物质可以在即使没有几亿年也有几千万年的长期旅行中，能够忍受住太空深处的真空、寒冷和宇宙射线。迈罗什得出结论：“我们不必担心会有生命体从太阳系外而来。”

　　斯坦福大学的地球物理学家诺曼·斯利普（Norman Sleep）也进行了类似的计算。他说：“通过天体碰撞所产生的逃逸物体把生命从一个星系带到另一个星系，这种假设对于微生物来说是不可能有效的。生命通过这种途径迁移到我们太阳系的机会根本就是零。”他特别提到，太阳系刚刚在恒星丛中形成的时候，地球附近的恒星可能离我们比较近，而且运动的速度也较慢，但是在新近形成的行星上，生命的生存条件肯定不会很好。为了增大生命迁移的成功机会，迈罗什也想到了一些其他条件，例如，两个行星系在某个时候离的非常近。“但是，到目前为止，人们还没有提出过一种看上去似乎合理的假说。”也许，研究生命起源的学者不得不接受这样的观点：我们现在觉得最不可能发生的事情曾经真的发生过。

[Science，2001年4月6日]