根據《自然天文學》期刊10日刊登的一項氣候模型研究,火星古氣候曾經非常適合微生物生存,然而這些微生物卻導致火星的氣候變化,讓環境變得不適合居住──這最終可能導致了火星上生命的滅絕。研究人員發現,在距今約37億年前,地球微生物產生的甲烷逐漸使地球變暖,但火星卻有相反的命運,微生物的存在讓紅色星球迎來冰河時代,微生物也被迫躲進地殼深處求生。
該研究作者、法國巴黎高等師範學院(IBENS)天體生物學家索特雷(Boris Sauterey)向媒體指出,這項研究讓人對生命誕生、宇宙運行的方式,產生不勝唏噓的感嘆,生命──即使是像微生物這樣構造簡單的生命——實際上也可能會自取滅亡。他總結道,研究的結果「有點悲觀,但我認為這也相當有啟發性,這促使我們重新思考生物圈與其星球相互作用的方式」。

火星古氣候改變 微生物減緩溫室效應
根據索特雷的說法,大約37億年前,火星上可能充滿了遠古微生物,它們主要以氫氣為食,並排出甲烷。同一時間,原始生命在地球原始海洋佔據一席之地,地球上簡單生命的出現逐漸創造一個有利於更複雜生命形式的環境,但火星上的情況恰恰相反。
索特雷和他的團隊使用氣候和地形模型來評估40億年前火星地殼的宜居性。科學家推測,當時這顆紅色星球充滿著水,比今天更加宜居,而吸取氫、排出甲烷的微生物可能密集地生活在地表之下,以保護自身免受強烈輻射。據索特雷說,火星上任何沒有冰的地方都可能聚集著這些遠古微生物。
「那時,火星相對潮濕和溫暖,溫度在攝氏負10到20度之間,」索特雷向天文新聞網站Space.com表示,「它的表面有河流、湖泊甚至海洋形式的液態水。但它的大氣成分與地球的大氣很不一樣。它的密度差不多,但富含二氧化碳和氫氣,兩種都是加強暖化的氣體。」

火星距離太陽比地球更遠,因此它自然更加涼快,反而需要這些溫室氣體來維持適合生命存續的舒適溫度。隨著遠古微生物開始吞噬氫氣並產生溫室作用較低的甲烷,星球的溫室效應漸漸減緩,古代火星逐漸變得非常寒冷,不宜居住。
「在遠古火星上,由於一種被稱為碰撞誘導吸收效應(collision-induced absorption effect)的現象,二氧化碳和氫氣分子會相互作用,導致氫氣成為一種非常有效的溫室氣體。」索特雷解釋說,「我們在地球上看不到這種情況,因為我們星球的大氣層不像古代火星那樣富含二氧化碳。所以(火星)微生物基本上用不太有效的溫室氣體『甲烷』代替了強效溫室氣體『氫』,抵銷之下產生冷卻效果。」

躲進地底深處的微生物,還活著嗎?
索特雷說,火星的溫度降至大約攝氏負60度,液態水凝結成了冰,地表或地表附近的所有生物也許會為了生存而更深入地底。氣候模型顯示,最初這些微生物可能都在火星沙地下幾十公分處舒適地生活,但在之後的幾億年內,它們被迫躲進地底1公里深的黑暗。 (相關報導: 「美國應該投資自己的矽盾!」龐畢歐:台積電若被中國破壞或併吞,是美國的「風險」也是「機遇」 | 更多文章 )
接下來是索特雷的待辦事項:調查火星深處仍然存在微生物生命的可能性,「如果有,在哪裡?」他的研究團隊想知道,這些古老的微生物是否仍生活在火星地殼內的任何地方。衛星此前曾在火星稀薄的大氣層中探測到甲烷,但目前無法確定甲烷是不是來自這些微生物。