方陵生

克里斯·麥凱非常喜歡到世界各地旅行考察，特別是一些偏遠(yuǎn)而奇特的地方。在過去30年里，他的探險(xiǎn)經(jīng)歷可謂豐富多彩：在3米厚冰層下的南極冰下湖里暢游，在西伯利亞永凍帶忍受如烏云般遮天蔽地的蚊群的襲擊，在極北之地隨時準(zhǔn)備抵御北極熊的襲擊，鉆進(jìn)離地球表面300多米的美國最深洞穴的狹窄縫隙中……不過，麥凱可不是為了尋求刺激而周游世界。作為一位天體生物學(xué)家，他的探險(xiǎn)活動只有一個明確的目標(biāo)：在地球上尋找與火星和其他遙遠(yuǎn)星球相類似的生命生存環(huán)境，以研究地球之外生命的可能生存方式。

麥凱完全是在偶然中找到自己一生追求的事業(yè)的。他在讀大學(xué)時主修的是物理學(xué)，有一次他在實(shí)驗(yàn)室的櫥柜中發(fā)現(xiàn)了一架舊望遠(yuǎn)鏡。他用它觀察恒星和行星，漸漸地便對太空產(chǎn)生了興趣，他甚至還制作了真正屬于他自己的太空望遠(yuǎn)鏡。

1976年，麥凱進(jìn)入科羅拉多大學(xué)的天體物理研究所。正是這一年，美國宇航局發(fā)射的“海盜1號”和“海盜2號”飛船登陸器登上了火星表面，但最終沒能找到生命存在的證據(jù)。這令麥凱困惑不已：火星大氣層中有著支持生命生存的各種成分，火星上留有在遙遠(yuǎn)過去有水存在的痕跡，可為什么就沒有生命存在呢？用他的話來說：火星“就好像是一間亮著燈光，卻一直沒人居住的房間” 。

那么，支持生命存在的最低極限條件究竟是什么呢？在之后的35年里，探索熱情驅(qū)使著麥凱去尋找這個問題的答案。

1980年，麥凱在美國宇航局的艾姆斯中心實(shí)習(xí)時，遇見了生物學(xué)家伊姆爾·弗里德曼，后者正在為一項(xiàng)南極探險(xiǎn)任務(wù)尋找合適人選。南極大陸98%的地方都覆蓋著冰層，被認(rèn)為是生命的禁區(qū)。然而，弗里德曼卻在南極洲的干谷（在低濕度、獨(dú)特地形和強(qiáng)勁寒風(fēng)的綜合因素影響下，這片土地上沒有冰的存在）多孔巖石的表面之下，發(fā)現(xiàn)了一個龐大的微生物生態(tài)系統(tǒng)。

麥凱簽約接受了這份工作，而這次南極洲之行使他第一次接觸到類火星環(huán)境，他的人生之路也因此改變。他說：“我走上了一條完全不同的人生道路：探索極端環(huán)境中的生命形式?！?/p>

1982年，麥凱獲得博士學(xué)位，并受聘進(jìn)入艾姆斯中心。他開始奔走在世界各地，包括多次往返于南極干谷，對那里的微生物生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行探索。

2013年1月，麥凱和他的同事們再次來到南極干谷，在那里的冰層上進(jìn)行鉆孔測試，為提議中的美國宇航局的“破冰船”任務(wù)做準(zhǔn)備，如果該項(xiàng)目獲得批準(zhǔn)，將在火星北部堅(jiān)冰覆蓋的地面上進(jìn)行鉆探。

麥凱相信，人類最終需要踏上火星，原因是我們不能將火星探索活動完全交給機(jī)器人。他堅(jiān)持認(rèn)為，野外科學(xué)探索最好由熟練人員親力親為，結(jié)合他們的知識、經(jīng)驗(yàn)和直覺，能夠?qū)λ吹降默F(xiàn)象有更深刻的理解。他說：“我不能肯定在我有生之年是否能看到人類登陸火星，但我知道，我們最終一定會到達(dá)那里。我希望為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)在某些方面有所貢獻(xiàn)?！?/p>

麥凱的研究讓他不用離開地球，就能體驗(yàn)與火星等地外星球相類似的奇特生態(tài)環(huán)境。下面介紹的是他從科學(xué)考察價值和自然美景兩個角度，挑選出的“模擬火星世界的七大奇跡之地”。

倫蓋伊火山

從遠(yuǎn)處看，坦桑尼亞境內(nèi)的倫蓋伊火山是一座經(jīng)典的錐形火山，但實(shí)際上，倫蓋伊火山是世界上唯一噴出火成巖巖漿的活火山。火成巖巖漿的主要成分是碳酸鹽礦物質(zhì)，而玄武巖巖漿的主要成分是二氧化硅。在世界已知種類的巖漿中，火成巖巖漿的黏稠度是最低的，所以它們的流動速度極快。

對倫蓋伊火山及其獨(dú)特巖漿的研究可以幫助科學(xué)家解決一個與金星環(huán)境有關(guān)的未解奧秘。金星上矗立著1000多座火山，金星表面覆蓋著200多道縱橫交錯的流著熔巖的“河流”，其中最長的達(dá)6760千米，超過了地球上的尼羅河，為太陽系之最。要形成這樣奇特的地貌，熔巖必須擁有能夠長距離流動的流度。地質(zhì)學(xué)家由此推斷：金星火山噴出的可能也是碳酸鹽巖巖漿，就像地球上最古怪的火山——倫蓋伊火山一樣。

納米比沙漠

位于非洲南部的納米比沙漠，是世界上的多霧沙漠之一。在那里，沙漠里蒸騰的霧氣是其西部地區(qū)濕潤空氣的主要來源。麥凱在2012年到納米比沙漠考察時，發(fā)現(xiàn)多霧西部地區(qū)的微生物群落并不遜于有著少量雨水的沙漠東部地區(qū)。對于研究外星生命有所啟示的是，火星沙漠上沒有降雨，但是有霧。當(dāng)然，火星比納米比沙漠寒冷得多，因此兩者不能完全相提并論。麥凱說：“我考察過的其他許多極端環(huán)境都是這樣，它們與火星環(huán)境有著相似之處，但并不是完全相似。這也正是我們需要對許多不同的極端環(huán)境進(jìn)行探索研究的原因?！?/p>

霧對于維持微生物生存所起的作用吸引麥凱來到了非洲南部的這片沙漠之中。納米比沙漠除了多霧之外，還有其他一些特點(diǎn)。比如，它擁有世界上最高的沙丘，最高可達(dá)304米；這些縱向沙丘是在不同季節(jié)不同風(fēng)向的風(fēng)的作用下形成的。正因?yàn)檫@些特點(diǎn)，它們與土星衛(wèi)星土衛(wèi)六上的沙丘十分相似。

土衛(wèi)六上的沙丘可以稱得上是沙丘中的巨無霸，沙丘覆蓋了土衛(wèi)六表面大約13%的區(qū)域，總覆蓋面積達(dá)1036萬平方千米。有的沙丘一直綿延數(shù)百千米。

根據(jù)科學(xué)家對納米比沙漠沙丘形成原因的了解，土衛(wèi)六上的縱向沙丘也許可以提供關(guān)于這顆土星衛(wèi)星的一些線索，例如風(fēng)的循環(huán)模式等?；蛟S有一天，科學(xué)家可以利用這些知識來預(yù)測土衛(wèi)六上的氣候。

阿塔卡馬沙漠

液體的水是生命存在不可缺少的條件，至少對于我們所了解的生命形式來說是這樣。麥凱和他的同事在智利的阿塔卡馬沙漠里發(fā)現(xiàn)了一片寸草不生的極為干旱的地區(qū)。他們在這里建起了一個氣象站。這里的環(huán)境十分惡劣，鮮有人涉足，所以麥凱和他的同事們絲毫都不擔(dān)心氣象站的那些儀器設(shè)備會被人偷走。

擁有超大型望遠(yuǎn)鏡的歐洲南方天文臺是世界上最重要的天文臺之一，它也建在阿塔卡馬沙漠中，離麥凱的研究地只有80千米。假如麥凱當(dāng)年以常規(guī)方式選擇自己的事業(yè)，此時他或許就身處超大型望遠(yuǎn)鏡所在的智利的帕瑞納山上，而不是在距離它1.5千米的山下沙漠中尋覓生命存在的線索。維克多·雨果曾說過，“望遠(yuǎn)鏡力所不逮之處，即是顯微鏡大顯身手之處，哪一個看出去的視野更為宏偉呢？”作為一名天體生物學(xué)家，麥凱堅(jiān)持認(rèn)為，這兩者結(jié)合起來所展現(xiàn)的視野才是最宏偉的。

目前，麥凱和他的同事正在阿塔卡馬沙漠里進(jìn)行艱苦卓絕的探索，以確定沙漠適合生命生存地區(qū)的精確邊界。這是一項(xiàng)相當(dāng)艱巨的任務(wù)，因?yàn)槟承┥衬镏挥性谝荒昀锪攘葻o幾的潮濕天氣里才有生長的機(jī)會。麥凱說：“如果我們能在地球上找到生命生存的最低極限條件，那么我們就有可能獲得關(guān)于火星生命的一些有用的信息?！?/p>

博登湖之下湖

2008年，麥凱和他的同事鉆開南極博登湖的下湖的冰層，在湖底發(fā)現(xiàn)了一些之前從未見過的細(xì)菌。他認(rèn)為，下湖是一個極好的火星環(huán)境模擬之地，因?yàn)楹锏乃潜鶎酉碌难┤诨罄鄯e起來的，而不是地表上融化的雪水，后一種情形在火星上是不可能發(fā)生的。

冰島的大間歇噴泉

冰島的大間歇噴泉不時地從地底下噴發(fā)熱泉，高度可達(dá)60米，這里既是旅游者趨之若鶩的旅游勝地，也是天體生物學(xué)家模擬考察外星生態(tài)環(huán)境的理想之地。

麥凱曾多次造訪此地，為的是探索噴泉對生命的意義。陸地上的間歇噴泉和深海熱液都屬于熱液現(xiàn)象——在熔融巖石的熱量和壓力作用下，地下水從陸地表面的縫隙中，或從海底的熱液口噴發(fā)出來。

像冰島這樣的間歇噴泉在世界其他地方也能見到。“旅行者2號”探測器在海王星最大的衛(wèi)星海衛(wèi)一上發(fā)現(xiàn)了四個這樣的活躍間歇泉?！翱ㄎ髂崽枴碧綔y器拍攝到的土星圖像也顯示，在土星的衛(wèi)星土衛(wèi)二上也有一個正在噴發(fā)的巨大的間歇泉，這顆衛(wèi)星將冰、水蒸氣和其他化學(xué)物質(zhì)噴射到數(shù)千千米外的太空中。

未來太空探索計(jì)劃將對熱液中所含化學(xué)成分進(jìn)行詳細(xì)的分析，這對于回答土衛(wèi)二地表之下是否有生命存在的問題，是重要的第一步。

墨西哥的奧里薩巴山

從墨西哥灣可以看到這座高聳入云（海拔5640千米）、終年積雪不化的雪峰，它是墨西哥境內(nèi)最高的山峰。麥凱曾十多次來到這里，研究世界上最高的林木線——在這里，松樹可在海拔4000千米的地方繼續(xù)生長。

麥凱建議，如果證實(shí)火星上確無生命，我們可以通過改變那里的氣候和大氣環(huán)境條件，對其進(jìn)行“地球化改造”，讓火星環(huán)境可以適應(yīng)地球生命。而對生命來說，樹木產(chǎn)生的氧氣至關(guān)重要，所有適宜居住的地方都離不開樹木。因此，如果我們試圖改變火星氣候，奧里薩巴山的樹木可以告訴我們，我們需要將火星溫度提高到何種程度，才能夠在那里的赤道附近讓樹木生長存活。

南極沃斯托克湖

被埋在4000千米厚的冰層之下的沃斯托克湖是世界上第七大淡水湖，是被困在南極冰蓋下的300多個冰下湖中最大的一個。沃斯托克湖的湖水與世隔絕了1500萬年。雖然麥凱寫過關(guān)于沃斯托克湖的相關(guān)論文，但他一直沒有機(jī)會親自去那里考察。事實(shí)上，迄今為止，只有人類制造的機(jī)械設(shè)備才真正接觸過沃斯托克湖。2012年，俄羅斯科學(xué)家利用鉆探設(shè)備鉆透冰層抵達(dá)湖面，取得了湖水樣本。

科學(xué)家對沃斯托克湖湖水樣本的分析尚未有確定的結(jié)果，但在冰下湖中發(fā)現(xiàn)的一個蓬勃興旺的生態(tài)系統(tǒng)令麥凱大受鼓舞。他由此聯(lián)想：在木衛(wèi)二900千米厚冰層下的湖泊中，是否也有生命存在？