如何评价火星上发现第一个液态水湖？发现生命的可能性是不是更大了？

flkin

一句话，地球人一直在意淫外星人，其实自己已经是要侵略它球的外星人了。

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本次发现根据雷达探测信号判断，火星南极冰下有一个液态水湖。如果判断无误，能在火星地质状况下使水保持液态暗示了水中可能含高浓度盐。但据 DT 君所知，这一高浓度盐环境并不构成拒绝“火星上有生命”这一假设的理由。
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1. 如何评价火星上发现第一个液态水湖？
根据发表在 7 月 25 日《Science》的一篇文章，科学家首次确认，南极的冰川下面存在直径约20公里的大面积水域，这也是首个在这个“红色星球”上发现的湖。
科学家通过使用雷达从轨道上探测到了这个水域的存在，而且它很可能十分寒冷，并且含盐度极高，这也就意味着，它似乎不太可能有常规意义上的生命形态存在。
但是！这个重磅发现无疑会激发我们对火星更深层次的探索，无论是火星的生命存在、地质结构还是人类移民火星进程，都很有可能因此次发现翻开新的一页。
数十年来，人类一直认为水仅以气态和固态的形式存在于火星上。虽然近几年有证据间接表明火星上或许存在着季节性的液态水，但我们始终未能收集到决定性的观测证据。直到这一次，意大利航天局带来了他们在火星上找到液态水的研究成果。
根据意大利航天局的说法，他们在火星南极附近冰层下一英里处探测到大量稳定的液态水体。在探测中立了大功的探测设备是一种高级火星雷达，可用于探测地下和电离层结构，代号为“MARSIS”（Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionosphere Sounding instrument）。
图 | 火星南极高原。图中黑框内是本次研究区域。
此次的研究始于 2012 年 5 月，当时的软件升级使 MARSIS 能够获得更详细的数据。
具体而言，MARSIS 会向火星发射低频电磁脉冲，其中的一些脉冲会与火星表面及其下方的特征相互作用，并反射回 MARSIS，为科学家提供有关火星地质结构的信息。
虽然用 MARSIS 研究火星的极地区域听上去很简单（将仪器对准冰面，分析反射回的信号），但事实并非如此，因为 MARSIS 依赖于火星特快号探测器的行动，但探测器在特定极地地区（Planum Australe，Orosei 团队的重点调查地区）停留的时间极短。这意味着研究人员只能定期对该地区进行探测，而由于研究需要多次收集数据，团队需要花上数年时间才能清楚地了解该地区冰层下方是否存在着其他东西。
图 | 特快号火星探测器
在 2012 年到2015 年期间，Orosei 的团队在大约 3 年半的时间里对火星的南极区域进行了总共 29 次探测，而数据分析的结果表明，雷达信号中存在着明显的异常。
该异常位于冰层下方约一英里处，宽约 12 英里，深数英尺的一片区域，由该区域反射回的信号与其他区域相比尤其强烈，十分罕见。
从之前对地球冰下湖泊的分析中科学家们可以得知，水比岩石或沉淀物对雷达的反射能力更强。而这个位于火星南极地带的区域的雷达信号与地球上的冰下湖泊非常类似。
研究人员也试图为这种强烈的反射寻找其他的可能性，例如，冰盖上方或下方有一层冰冻二氧化碳，或许也能造成类似的现象，但研究人员认为，这种解释或其他任何解释都不如液态水的存在更符合当前的观测。
不过，正如绝大多数的科学发现一样，此次成果仍有许多问题尚待回答。
比如说，在冰川之下负几十度的温度中，水是如何保持液态的？
对于这个问题，Orosei 团队给出的解释是，可能是火星岩石中的镁盐、钙盐和钠盐溶解到了水中，降低了水的凝固点。
图 | 论文一作 Roberto Orosei
但高含量的盐和零下几十度的温度对任何试图在那里生活的微生物来说都不是什么好兆头。“如果火星的生命和地球的生命类似，这里对它们来说太冷太咸了。
还有一个问题是：未来，MARSIS 和其他航天器还能否在火星南部冰盖下方探测到更多液态水？
Orosei 认为，如果这个湖泊是唯一一处液态水库，则意味着现在的发现是一次奇怪的偶然，可能是地壳中一些不规则的热特性导致的。但是如果火星上有不止一个冰下湖泊，人类对火星的探索将发生重大改变。
比如说，如果人类能发现更多冰下湖，那就意味着火星上满足湖泊产生条件的地方不是那么的少见。当这些满足条件的地方在火星漫长的历史中得以保持，那么火星上的地下液态水或许能帮助我们了解火星早期的环境。
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2. 发现生命的可能性是不是更大了？
好像说到水，就总会让人想到生命。但似乎各方专家对火星上冰下湖的高浓度盐环境并不看好。那么，这是不是就意味着生物存在的可能性几乎没有了？
对于普通的生物而言，高浓度的盐造成了环境的高渗透压，可导致细胞渗透失水进而让生物死亡。但许多人有所不知的是，就在地球上，有一群生物在极高盐度的环境中生活，已经进化出了对付这些高浓度盐的“十八般武艺”。
海洋科学家最近就发现，地球多处海域中分布着深海盐湖。这些盐湖与普通海水之间有着清晰可见的分界，其盐浓度可达普通海水的 5 倍，这一浓度对普通海洋动物来说是致命的。
但在这些深海盐湖中，科学家发现了生命。
（没错就是去年国家地理的纪录片《蓝色星球》截图）
其中，微生物可通过化能合成作用加工洋底渗漏的甲烷，而盐池中的细菌与生活在湖边的贻贝存在共生关系。这些生命与我们通常熟悉的生命不同，它们不依赖阳光也不畏惧对普通生命来讲的超高浓度盐分。
从兼性嗜盐生物、中度嗜盐生物到极端嗜盐生物，地球上存在着适应不同浓度盐含量的生命。其中，极端嗜盐生物，即耐受 15% 以上氯化钠浓度的微生物，常具有独特的细胞膜结构，一些嗜盐古菌甚至具有独特的紫膜结构，可通过捕获光能将质子移除出细胞，并将得到的质子梯度转化为化学能。
这些在高盐度环境中存活的生命主要采取两种不同的策略来防止其细胞质的渗透作用导致的脱水。第一种方式是将有机化合物积聚在细胞质中，这些物质称为相容性溶质，可作为渗透保护剂防止细胞质渗透失水。最常见的相容性溶质包括氨基酸、糖、多元醇等。而第二种方式则更为激进，通过让钾离子选择性地进入细胞来提高细胞内渗透压。大多数古菌、酵母菌、藻类和真菌采取第一类方式，而少数中度嗜盐微生物则采取第二类方式。
而这些嗜盐微生物可以使用各种能源。它们可以是需氧的也可以是厌氧的，可以通过光合、发酵、硫酸盐还原等多种方式获取能量。
或许在火星冰下湖中，也存在着类似的生命，等待着科学家们发现。
Halophile - Wikipedia

lovedwy

你们都那么乐观吗？一旦外星生命确定存在，却没有打破费米悖论，恐怕是一种相当可怖的暗示。任何倒在人类水平之前的生命只能证明大过滤器的可能性越来越大。

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简单地说，火星可能存在生命。

这简直是一个爆炸性的新闻，这么多年来，地球一直孤独的漂泊在星际之间。太阳系有八大行星，银河系中有上千亿颗类似太阳的恒星，而宇宙中更是有上万亿个类似银河系的星系。
按理说，我们不应该这么孤独。
然而自从人类开始了太空探索那一天起，一次次的扫描，一次次的寻找，却让我们失望了，似乎宇宙中，地球是独一无二的存在，生命也自然是如此。很多星系根本就不适合我们已知的生命的生活条件，太冷的，太热的，太快的，太慢的，还有各种各样的条件，尤其明显的是，没有水。没有水，就没有生命，这是一条地球人类至今的铁律认识。
于是我们开始给自己找各种借口。


有的人认为，宇宙中也许存在其他智慧，只是我们人类尚未发现。
有的人认为，也许宇宙中的生命形式和我们已知认识根本就不一样，比如什么硅基生命。
当然也有的人认为只有地球才有生命，毕竟宇宙再大也是有限的，不是穷举的，这种情况下，想要像地球这样一模一样，还是很难得。
所以，我们是宇宙的孤儿。
然而这次发现却颠覆了我们，火星，这颗距离我们如此之近的行星，同在太阳系的邻居，竟然存在水。
水可是生命之源啊！

根据现在的认知，地球的生命就是来自于水中，也就是著名的原始汤理论。根据这个理论，最早的地球虽然环境极其恶劣，比如温度极高，极不稳定，但是在水中，由于巨大的能量活动，比如闪电和火山喷发等地质运动，导致早期的海洋其实充满了各种化学物质，尤其是有机物，就像一锅浓浓的原始汤。关于这一点，著名的就是米勒实验，1953年由美国芝加哥大学研究生米勒（S.L.Miller）在其导师尤利（H.C.Urey）指导下完成了一个模拟实验。通过模拟原始地球，在还原性大气中进行雷鸣闪电能产生有机物（特别是氨基酸），这论证了生命起源的化学准备的是完全可行的。
米勒尤里实验目的就是论证：早期地球环境可以让无机物合成有机物比较容易发生。而有机物，是生命的必须原料！
具备了最早的有机物准备，这锅原始汤中的分子，偶然的碰撞着，忽然间碰撞出了一个可以自我复制的小分子，那么生命就在那一刻就诞生了。

可以说，水是诞生这一切的最基本的条件，因为水可以提供基本的反应场所和反应溶剂以及反映载体。
这次火星发现水，那么意味着，早期和地球一样环境的火星，也同样具备和地球生命一样的早期环境，那么，这岂不是意味着火星曾经也存在过生命？
甚至，现在火星依然存在生命？毕竟火星表面气候是恶劣，但是这次发现的是火星南极巨大的干冰极冠之下发现了巨大的液态水湖，大小可以用20公里。
液态水湖呐，那么封闭的世界，说不定真的存在生命。毕竟根据我们地球上的经历，已经证实了，地球无论多极端的环境，都有可能存在生命。
南极有，火山口有，深海海底有，因为有各种极端的微生物存在，这些微生物主要是古细菌，他们可以hold住几乎所有的环境。比如超高盐的环境，就有极端嗜盐古菌，海水晒盐场、盐湖甚至古海洋沉积物等高浓度盐环境都存在这类生物，还不少，有18个属之多。还有各种嗜酸性嗜碱性生命。
再比如我们地球上还有打不死的小强——水熊虫（举这个例子主要是说明不只是单细胞微生物，多细胞的动物都可能耐受极端环境。）
有哪些拥有特别牛逼能力，技能的生物？

它是地球上最顽强的生物之一，学名叫缓步动物（Tardigrade），俗称水熊虫（water bears）。
我们来看看这种生物到底有多强大。
热不死 我们常说加热灭菌之类的。是的，100度的开水足以杀死绝大多数生物了，包括我们实验室用的高温高压灭菌，也就是121℃。 而水熊虫呢？151 °C不死！！！

冻不死 在大雪纷飞的南方艳阳天里，有多冷？ 可是水熊虫呢，-20℃，不悲不喜活30年。 在降温，地球目前有记录以来最低温度是-91.2℃。在这个温度下，基本几分钟人就冻僵了。水熊虫呢，不惧，你把这温度再翻个倍。-200℃的液氮里，水熊虫依然可以存活。 最可怕的是，-272℃，大家都知道，绝对0度是-273℃，而水熊虫，在-272℃下依然可以存活！

压不死 水熊虫曾经在1200个大气压下存活。这个压力有多大，额，大家知道轮胎吧，一般常见的轮胎气压不超过10个大气压。1200个大气压，大概地球最深的马里亚纳海沟也达不到。 一头六吨的大象，全部重量踩在一只脚上，大概是10个大气压，也就是说，120头大象全部集中在一只脚上，才能达到这个压强。

不惧辐射 水熊虫可以承受5000Gy的辐射，这个值有多大？人类的致命辐射为5-10.大概是人类的500-1000倍。

不怕真空 把水熊虫丢到太空里，面对太阳以及宇宙的直接辐射，再加上真空，水熊虫依然可以存活。

不怕干燥 在干燥情况下，水熊虫依然可以存活，它们会缩成一坨，进入一种类似休眠的状态，然后活个几十年甚至上百年。

这简直就是超级小强加强版啊！！！

水熊虫大小大概是0.05-1.5毫米，这个大概是一根头发粗细。

而且，水熊虫的分布，可谓上天入地下海，无处不在！ 在喜马拉雅山脉（Himalaya mountains）（6000m 以上，曾在5546米处发现过）、温泉、南极和深海（4000m 以下）都能生存

答案是，地衣，苔藓等地方，都有水熊虫的存在。


当然了，这也意味着，我们也许可以移民火星了。

yangjia

被好几位网友邀请，点进来一看大神们把该说的都说得比较全面了。
从生物存在的可能角度聊聊吧。
这次发现“火星湖泊”是欧空局的火星快车探测器的雷达探测回波推测的。不过究竟是在极冠下的液态水体，还是含水的沉积层，还不能确定。不过总之，既然发现了液态水，还是增加了生命存在的可能的。
毫无疑问，火星极冠下的液态水体，对于生命来说属于极端环境了。在地球，极端高温、高压等条件下，包括深海的海底热泉等极端环境，目前都发现了生物和生命活动。我们通常理解，自养生物通过固定太阳能生存，异养生物通过取食其他生物生存。在没有太阳辐射的环境，存在古菌和细菌等生物，通过分解特定的分子获得化学能，也就是化能自养生物。
因此，如果火星确实存在类似湖泊的液态水体，由于覆盖在南极极冠的冰盖下，在低温条件要保持液态，势必含有大量盐类，这样的环境也更为生物存在提供有利条件。
如果生命存在，也必然是简单的生物。不过这也足够有趣了。地球的生物都能追溯到共同的祖先，因此都有类似的细胞结构。那么独立于地球起源的生物，会以什么样的形势存在？
看到不少答案大谈什么碳基硅基生物，其实毫无意义。目前人类应该还没有发现任何有关硅基生物存在的证据和迹象。火星的环境和地球是可以类比的。因此，即便生命存在，也极可能拥有类似于地球生物细胞的基本结构（因为这是在已知环境下，生命进化出的存在形式的最优解）。
不过，距离实际探测该区域的生命，还有很长距离。要在火星冰层下取样（还得保证不被地球微生物污染），还十分困难。毕竟木卫二的液态水体我们也还没研究呢不是？不过值得拭目以待。