火星所含水量维持生命的可能性

就目前人类所知道的生命型态都需要水。一般相信火星曾经有大量的水可以形成湖泊和大规模的峡谷。在火星地表下已发现大量冻结的水冰。尽管如此，仍然有许多尚待解决的课题：火星液态水存在火星表面的时间、液态水是否曾经存在火星表面、是否有过适合生命存在的特殊环境、火星生命在火星的环境转变成对生命不利以后是否还长期存在、火星生命能否存在于高盐分和强酸环境，以及火星表面的水是否存在足够长的时间让生命足以发展和演化。

火星许多区域长时期都相当干燥，否则橄榄石应该已被水分解；另一方面，在火星许多地方发现的黏土和硫酸盐表示火星表面曾经有液态水。硫酸盐的存在引出一些问题：硫酸盐是在酸性环境中形成的，因此这引发生命是否能在酸性环境中生长的问题。但是，生命能否在酸性环境中出现也是未解决的问题。含有大量盐的土壤可能是生命存在的阻碍。盐长期以来被人类用来作为防腐剂，因为许多生物不能存在高浓度盐水中（嗜盐生物是例外）。凤凰号在火星土壤中发现高氯酸盐，一种高氧化性的化学物质。虽然一些生物会利用高氯酸盐，但对于大多数生物而言这是有毒物质；其他研究人员表示火星某些区域可能对于生物的毒性较低。碳酸盐并不会在酸性溶液中形成，但是在落到地球的火星陨石中可以找到。另外凤凰号火星探测器和火星侦察轨道器的CRISM光谱资料中也发现碳酸盐的存在。

火星探测漫游者团队中的班顿·克拉克（Benton Clark III）认为火星如果曾经存在微生物，也许可以用几百万年时间适应环境。确实，一些生物确实可以用一段短时间适应极端环境。在地球上永冻层50米深处的研究发现，一半在一千万年前死亡的微生物可以从放射性同位素的衰变累积足够的辐射；但如果生物每隔数百万年重新出现，生命体本身将可以自我修复，尤其是DNA；其他科学家也同意这一点。在地球上一些极端环境中发现生物的存在让人类对于在火星上找到生命更加抱持希望。地球上的微生物可以在加拿大的北极区或南极冰川下三公里处生存，因此也可能有微生物在火星的冰冠底下生存。在1980年代有人主张微生物可能可以在地表下数米处生存；今日我们知道有多种微生物可以在地下超过一公里深处存活。有些生物可以利用火山活动是放出的甲烷、氢、硫化氢等气体维生。火星可能曾经有广泛的火山活动；因此火星古代如果有生命，可能会在靠近火山的区域或者是可以保留高热岩浆的地下区域。有些生物可以生存在玄武岩（火星上最常见的岩石）内，并产生甲烷。目前已有对火星上的甲烷进行研究。最近有人主张火星上的甲烷有部分是因为火星上的生物产生的，因为甲烷无法在火星大气层中长期存在。有些生物会以硫化物为食物；在火星上大片区域也能找到相同的硫化物。部分科学家主张有许多群生物可以在靠近火山的高地热区存活。研究显示有些种类生物可以在极高温(80° to 110°C)下存活。因为火星上曾有许多火山活动，有人认为火星上可能还有尚未完全冷却的区域。地下的熔岩管道也许可以将地下的冰溶化，之后水流往地表。类似黄石国家公园内温泉遗迹的地理特征已经被火星侦察轨道器发现。和温泉相关的矿物，如蛋白石和硅石已经被精神号火星探测车发现，火星侦察轨道器的影像中也发现相关矿物。奥林帕斯山等火山被认为在火星上是相对年轻的地质构造，但目前在这些火山表面并未发现高温区域。火星全球探勘者号使用TES对火星地表进行大量的红外线影像摄影。火星奥德赛号的THEMIS也使用红外线对火星表面进行摄影以测定地表温度。

火星的大气层极为稀薄；但仍然有水蒸气。地球上有些种类生物可以在类似的环境下生存。国际太空站内一个叫做Expose-E的实验中发现，丽石黄衣（Xanthoria elegans）这种地衣可以在接近真空的状态下存活18个月。

液态水在火星表面存在的可能性已经有相关实验进行过。虽然液态水在火星表面可能会立刻沸腾或蒸发，湖泊大小的水体可能会快速被一层冰覆盖，而这层冰可以减少蒸发。如果水冰上被尘土或其他沉积物覆盖，冰下的水就可以保存一段时间，甚至可以成为在冰下流动的冰下河。大量的水可能会因为小行星的撞击而流出；因此有的研究认为有些火星生命已经在火星存活几百万年，它们可以靠着彗星或小行星的周期性撞击使冰溶化的过程中从休眠恢复并存活数千年；但如果撞击带走水，液态水就可能长期在火星表面消失。一般认为当撞击事件可以造成巨大洪水，使火星上的巨大河谷在短时间（可以只有数天）内形成。现在一般认为火星曾有大量的水是因为有许多巨大的河谷的存在；也许火星的河谷并不像地球的河谷需要数亿年的时间形成。在美国华盛顿州东部的巨大河谷系统相当类似许多火星河谷；而该河谷可能是因为古代一个因为巨大冰墙形成的堰塞湖溃堤形成的巨大洪水冲蚀，在短时间内形成；因此现在的火星可能无法包含大量的水，也无法提供足够的水让生命有够长的时间存在。

我们知道生物可以适应环境的变化。有一种土壤中的变形虫，Naegleria gruberi可以快速长出两条鞭毛来游泳。但周围环境变得干燥时，它可以变成一个硬囊肿以保持适度和温度以再次变成变形虫。

研究显示在火星土壤中发现多种可以抗冻的盐类，可以让水在冰点下数度仍保持液态。有的计算显示少量的液态水也许可以在火星表面数个地方存在数小时。有些科学家考虑隔热和压力的状况进行计算，结果显示液态水可以在一些地区存在十分之一个火星年之久；其他研究人员则是预测液态水只能存在2%火星年的时间。无论哪个结果，这样的水量已经足够让一些耐干燥的生物生存。这些耐干燥的生物也许不需要大量的水；在地球上已经发现一些生物可以生存在极薄的液态水中，而这些水是位在冰冻区。2009年12月，有研究显示液态水可以在水星的白天形成雪。当太阳的热能加热冰，冰可能会加热和冰一起存在的土壤；这些被加热的土壤将可以储存热能，融化冰形成水。这样的过程已经在地球的南极洲被发现。足够维持生命的水可以在物理、化学和生物的过程中形成。

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