两颗洪水泛滥的星球
在诞生之初,这兄弟俩都遭遇了相同的命运。初生太阳系内有无数大大小小的岩石在四处游荡,肆意撞击着尚在襁褓中的行星。巨大的碰撞对这两颗行星来说都是家常便饭,每月至少发生一次。碰撞后抛射出去的烟雾与尘埃遮天蔽日,笼罩在行星上空,久久不能散去。据估计,在太阳系行星形成后,陨石风暴前后延续了约7亿年。直到今天,在砂砾遍地、荒凉沉寂的火星表面,还遍布着遭陨星袭击后形成的坑坑洼洼,但地球上的陨石坑已被长时间的风蚀和水蚀消磨掉了。
那时,两颗行星都是没有水、没有生命、漆黑一团、异常酷热的行星。乍看起来,它们都没有形成生命的可能性。
然而,陨石通常都含有丰富的水分,正是这持续了数亿年的陨石风暴为两颗行星带来了最初的水气。随后,两颗炽热的星球都经历了频繁的火山活动。火山爆发时,岩浆铺满了较低的盆地,大量气体从岩浆中释放出来,与陨石留下的水气混合,在两颗行星上空形成了饱含水分的原始大气层。原始大气层形成以后,随着两颗行星的温度逐渐降低,某些气体就会冷凝成雨,分别在两颗星球上产生了最早的海洋。
火星因为在地球的外侧,受到陨石的撞击比地球还多,得到的水气也比地球多得多。因此,火星早期的水比地球丰富得多。据估计,火星上海洋的深度曾经平均可达10万米深,比现在地球海洋平均5000米的深度要深出20倍。
作为火星上曾经洪水泛滥的证据,火星表面现在布满了纵横交错的沟壑,很可能是干涸的河床。它们多达数千条,长度从数百公里到 1万公里以上,宽度也可达几公里到几十公里,蜿蜒曲折,极为壮观。它们主要集中在火星的赤道区域附近。河床的存在使科学家们认为,现在干燥异常的火星曾经有过大量的水。而火星两极至今仍有残存的干冰和水冰,这些水冰如果全融化,可在火星表面形成10米的均匀水层。
生命的曙光同时出现
在数亿年不断绝的陨石雨中,与水分子相伴同行的是孕育生命的有机分子,它们不仅投向了地球的怀抱,也同样投向了火星的怀抱——在太阳系初期变化剧烈的环境中,生命的曙光同时出现在火星与地球上。
这些有机分子是生命的“种子”,它们需要什么样的条件才能在一个星球上生根发芽、茁壮成长呢?液态水是生命产生的先决条件,其它都是次要的。因为水能溶解各类化学物质,使分子能亲密接触,进行化学反应,制造生命所需蛋白质,并能运输养分,排泄废物。更重要的是,水能被分解成氢和氧,直接参与生物化学分子反应,成为生命不可或缺的一部分。
水与生命的分子同时落到两个星球上,这一切表明,在创造生命的历程中,火星与地球曾站在同一起跑线上。但火星与地球生命故事的相同之处,至此结束。从这点起,火星与地球开始分道扬镳,各奔前程。
火星上水与气的大逃亡
40多亿年前,初生火星的材料正在进行大分化,重金属类如铁等,向火星地心沉积,轻的物质如二氧化碳、水等,向火星地表之上浮离,而大量氢气因为最轻,所以一直窜升到外大气层。由于瘦弱的火星其重力场仅为地球的38%,平均逃逸速度仅需约每秒5公里(相比之下,地球的平均逃逸速度为每秒11.2公里),因此火星上的氢气在初生太阳猛烈的紫外线照射下,取得足够的能量,很容易就达到脱离火星的速度,一去不复返。众多逃离的氢原子汇合成一股巨大的朝火星外喷射的气流,还同时拖走了更多的其它成分的大气,造成火星大气集体逃亡潮。
数亿年的陨石雨给火星带来了大量的水,但这些水来得快,去得也急,很快又被火星大气裹挟着逃向太空。每次陨石碰撞火星,虽然也带来一些水,但其产生的能量也使火星上原有的水大量汽化,并激起一股高速反弹的气流,轻易逃离火星。更厉害的是陨石以接近切线的角度撞上火星,火星像是在胃部被重重击上一拳,向外太空做抽搐性疯狂大呕吐。专家称这种由陨石碰撞造成的行星水损耗现象,为碰撞侵蚀。很可能,在最初的7亿年中,火星处于既是大得水又是大失水的时期。
38亿年前陨石风暴停止,火星得水率和失水率都在减缓,但火星大气仍在绵绵不断地逃亡。最终,整个火星的大气压降成仅为地球的1/150,在这么低的大气压下,火星表面液态水无法存在,其一点残存的水分只能转入地下,或成为深藏不露的地下水,或变成地下永冻层。而火星地表则变得永远荒凉干燥。
几十亿年下来,小矮个火星根本无法保住自己的大气层,气压低,则大气吸热和存热能力低,天寒地冻,地表液态水消失。强烈的紫外线与各类宇宙射线长驱直入,把地表消毒得干干净净,连有机分子都被分解怠尽,不复存在。即使生命能耐高温、高压、无氧、高碱、超咸的环境,但是却无法抗拒高辐射能量。辐射能打入细胞内核,击断遗传基因长链,扼杀生命复制演化的契机。因此,数十亿年前火星上的生命,至今恐怕早已灰飞烟灭,或变成化石,或深藏地下,不再露面了。
地球与火星同时诞生,同样的经历,最终却走向了不同的命运,只能说生活在地球上的我们实在是太过幸运。