亞利桑那州梅薩市——自從太空時代開始，美國宇航局和其他機構已經花費了數十億美元來勘察火星——用飛掠的航天器、拍攝照片的軌道器和直接撞擊其表面的著陸器來攻擊它。許多科學家認為，這顆紅色星球很可能是外星生命的所在地——足以支援耗費數十年時間，著陸非常昂貴的機器人，用雷達探測它，用雷射照射它，在其地形上緩慢移動並挖掘其土壤。然而，儘管存在各種困難（以及研究人員對重大發現的希望），火星仍然是一個面無表情的世界，緊緊地攥著自己的底牌。沒有出現令人信服的生命跡象。但天體生物學家仍在繼續，確切地說，在努力尋找真相。
隨著搜尋變得更加激烈（有些人會說更加絕望），科學家們正在考慮越來越多的可能解釋，以解釋火星生物為何沒有出現。例如，是否存在某種“掩蓋”，導致嚴酷的火星環境以某種方式抹殺了所有的生物特徵——所有過去或現在生命的跡象？或者，那裡的生命可能只是太外星化，以至於其生物特徵對我們來說根本無法識別，隱藏在顯眼之處。
當然，尋找火星生命的令人困惑的探索可能有一個簡單的解決方案：它不在那裡，而且從未存在過。但正如今年四月在這裡舉行的天體生物學科學會議的議程所表明的那樣，尋求生命的科學家們並沒有放棄。相反，他們正變得更具創造性，提出了新的策略和技術來塑造下一代火星探測。
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沉睡的生物圈？
談到尋找火星人，你不可避免地會談到水，這種幾乎神奇的液體維持著地球上的所有生命，並且似乎是我們星球最深遠的過去中生物學的不可或缺的啟動器。“這一切都始於‘追隨水’；不一定是‘追隨生命’……而是‘追隨生命系統的基本要求之一’，”亞利桑那州立大學地質學家傑克·法默說，他指的是美國宇航局對火星探測經常重複的口頭禪。“過去在火星上有很多水的跡象，也許在近地表也有儲水，”他說。“但是水的質量如何？它是否真的太鹹——對生命來說太鹹了？”
法默指出，如果沒有液態水，人們會天真地認為生物體無法運作。現實可能更加複雜：在地球上，一些有彈性的生物體，如緩步動物，在缺乏水分時可以進入深度、幾乎無限期的休眠狀態，儲存其乾燥的組織，但既不生長也不繁殖。法默說，火星微生物有可能將大部分時間作為惰性孢子度過，“等待好事發生”，只有在正確且非常罕見的條件下才會煥發生機。某些地球“極端微生物”——在極端溫度、壓力、鹽度等條件下生存的微生物——也表現出類似的行為。
法默說，對於在紅色星球上進行生命檢測的最佳方法，目前還沒有普遍共識。這在很大程度上歸因於生物技術的飛速發展，這導致了諸如縮小到適合計算機晶片的化學實驗室等創新。“這些技術已經徹底改變了醫學領域，現在已經開始進入火星上生命檢測的概念，”他解釋說。事情發展如此之快，以至於今天尋找火星生物的最佳技術可能在明天就成為可笑的過時死衚衕。
但是，無論晶片上的實驗室多麼複雜，如果它沒有被送到正確的地方，它就不會產生結果。法默懷疑，認真尋找生命痕跡需要在火星上進行深層鑽探。“我基本上認為我們必須進入地下，尋找化石記錄，”他解釋說。但是，在火星上發現清晰、明確的化石生物特徵也會敲響警鐘。“我們可能會更謹慎地對待未來火星探測——特別是進入深層地下的液態水宜居區域——因為那裡可能仍然存在生命。因此，行星保護將受到非常重視，”他說。（“行星保護”是科學家們常用的術語，指的是儘量減少世界之間生物汙染機會的預防措施。不要把它想成是長著蟲眼的 alien 在地球上橫行，而是把它想成是價值數十億美元的機器人發現“火星人”，結果證明他們只是從我們自己的世界進口的頑強細菌搭便車者）。
火星地下
美國宇航局艾姆斯研究中心的天體生物學研究所主任佩內洛普·波士頓也認同在火星上進行深潛。“那是我的偏見，”她說。“鑑於火星目前的狀況，地表乾燥、輻射和稀薄的大氣層都具有挑戰性，火星上仍然存在的生命的最佳希望是地下。”她說，地下也可能為儲存過去的生命提供更好的機會——也就是說，儲存化石，即使只是單細胞生物的化石。
波士頓認為，在某些情況下，行星的深處有可能蘊藏著液態水。但是，這種水可能在多深的地方？“我懷疑它相當深……以及我們如何到達那裡，那是另一個問題了，”她說。多年來，科學家們估計了這顆行星可能存在的液體儲層的平均深度在數十米到數公里之間。此外，最近來自軌道器的觀測結果顯示，一些火星山坡和隕石坑的陽光照射面季節性地向下流淌著神秘的黑色條紋。一些研究人員說，這些“複發性斜坡條紋”可能是由非常靠近地表的含水層提供的液態水鹽水。
波士頓指出，這種揮之不去的不確定性源於我們對火星研究的間接性和分散性，並確保任何支援那裡存在生命的論點都僅僅基於間接資訊。“每一項獨立的證據本身都很薄弱，”她說。只有透過積累多種獨立的測量結果，才能為火星上的生命建立一個完善的案例，她說：“在我看來，除非我們努力在完全相同的精確點進行所有這些測量，否則我們無法提出有力的論點。我們沒有這樣做，因為它非常困難，但這是我們應該努力的目標。”儘管幾十年來已經向火星傳送了昂貴的硬體，但波士頓認為，仍然缺少的是儀器之間的和諧感，使其能夠協同工作以支援對外星生命的搜尋。“我認為，要對微觀尺度的生命做出真正有力的宣告，其精確要求需要我們進一步推進，”她指出。
在亞利桑那州舉行的天體生物學會議上，與會者展示了各種用於下一代探索的高科技裝置，從用於研究“火星宏基因組學”的微流體“生命分析儀”和集成核酸提取器，到用於在微觀尺度上發現誘人的碳化合物和礦物的極其靈敏的微型有機化學實驗室。然而，缺失的是關於這些和其他工具如何協同工作以提供對火星上生命的確鑿檢測的任何確鑿共識。
天氣怎麼樣？
一些科學家認為，迫切需要一種新的關注焦點。或許，找到潛伏在行星角落和縫隙中的任何火星人的途徑是瞭解火星上哪些地方確實存在潛在的生命滋養生態位，以及它們在幾天、幾個月和幾年內如何變化，而不是在地質時間的漫長歲月中變化。也就是說，為了找到今天火星上存在的生命的家園，研究人員可能不僅應該研究這顆行星的長期氣候，還應該研究它的日常天氣。
“現在我們正在改變方向。一旦你發現一個行星是宜居的，那麼下一個問題就是，‘那裡是否存在生命？’——所以這是一個完全不同的遊戲，”SETI研究所的卡爾·薩根中心主任納塔莉·卡布羅爾說。“在火星上，你不能使用一直在尋找該行星宜居性的工具來尋找生命，”她認為。“我們應該尋找棲息地，而不是適宜居住的環境。你在火星上處理的是我所說的類固醇上的極端微生物極端環境，”她說，“而且你不能用來自火星軌道的望遠鏡來尋找微生物生命。”
卡布羅爾主張透過在火星表面遍佈氣象站，對火星上的環境變化進行前所未有的強大、高解析度的研究。遲早，可能存在的生命可能存在的位置的蛛絲馬跡可能會從由此產生的資料洪流中浮現出來。“今天那顆行星上的環境反映了過去的東西，”她說，並且在火星上安裝大量自動化站點的成本並不需要很高。“這不僅對天體生物學有意義，對人類探索也有意義。你首先想知道的是天氣怎麼樣，”她說，並補充說，“現在我們沒有能力做到這一點，我不是說尋找現存生命會很容易。我不是說我們現在所做的是錯誤的。無論我們在地面上放什麼，我們都在學習。但是火星上存在變化。你上下一米，事情就會發生變化。微觀尺度的棲息地可能會在斜坡的尺度上發生。它可能會在岩石的尺度上發生！”
我們可能是火星人嗎？
“我認為火星為我們在地球以外的某個地方找到生命提供了最大的機會，”德國柏林工業大學的行星科學家迪爾克·舒爾茨-馬庫奇說。但是，像波士頓和其他人一樣，他堅持認為，對生命的確認只能來自彼此一致的多個“證據層”。“我們至少需要四種不同的方法，”他說。“我的觀點是，沒有確鑿的證據。我們需要幾種儀器。你必須建立一個案例，而現在我們可以做得更好……除非透過顯微鏡看到的生物特徵在揮手說你好。”他補充說，問題在於，過於嚴格的行星保護規則可能會排除獲得該證據所需的證據。“我們擁有前往可能存在生命的地方的技術，”他說。“但是我們不能去火星上的某些區域，比如複發性斜坡條紋或……冰層下面。這似乎很荒謬。”
事實上，舒爾茨-馬庫奇推測，行星保護對於火星來說可能是一個毫無希望的舉動——或者至少是一個被誤導的嘗試。甚至可能任何火星微生物實際上都是地球上失散已久的近親。或者，相反，火星而不是地球才是我們太陽系中生物發生的唯一場所。考慮到單細胞生物很可能在世界毀滅性的撞擊以及隨後的行星際旅行中存活下來，如果它們嵌入被拋射的岩石碎片中，這些碎片可能會作為隕石落在其他地方，那麼這兩種情況都是可能的。數十億年前，這種規模的無數次撞擊襲擊了太陽系，可能會在相鄰的世界之間噴射出生物物質。總的來說，舒爾茨-馬庫奇說，“我們是火星人的可能性更高。”