水知道答案——寻找液态水，就是寻找可能的外星生命

2015年9月28日，媒体广泛报道：NASA宣称，火星表面存在着液态水。

部分阴谋论者当即表示，这是配合10月2日公映的科幻大片《火星救援》进行的宣传。

其实NASA的原话是这样的：利用高分辨率成像设备和紧凑型火星勘测成像光谱仪，发现了火星上存在卤水（高氯酸盐水）的光谱证据。

看完NASA的详细表述，有人开玩笑说：《三体》电影公映前，我们也可以发布一篇通稿——《震惊！半人马座发现三体人浸泡池！》

其实NASA一直都是标题党。

去年10月22日，NASA表示将会发布一则“和月球有关”的“big news”。一时间，全球的天文爱好者和相关机构又都兴奋起来，各种猜测与推演层出不穷——是生命吗？是有机分子吗？或者最低限度，是水吗？

冷静的人们已经明白，NASA现在也难，吸引公众关注已经成了他们第二要务，而第一要务当然就是太空探索本身。所以，不必对所谓的“big news”报以过多期待。

果然，10月27日凌晨，《自然·天文》杂志发布了文章：《索菲亚天文台在月球光照区发现了分子水》。

说白了，月球上没有生命，没有有机分子，也没有普通人想象中的一片片亮汪汪的水洼。科学家们仍然只是通过光谱发现，月壤中存在含量为撒哈拉大沙漠百分之一的水分子。并且，这些水分子是被禁锢在一种叫作“撞击玻璃”的结构中，你可以把这种结构想象成琥珀——水分子就是那只被封死在树脂中的远古小虫。

一切回归理性，狂欢始终难以到来。

这消息之所以不能令内行人兴奋，是因为在我们这个宇宙中，水根本不是什么稀罕之物。水分子由两个氢原子和一个氧原子构成，而这两种元素在宇宙中的丰度分别排第一和第三。同时，它们又都是化学活性很强的元素，有无数机会大大方方地结合成水分子。

宇宙并不缺水，在太阳系中一样如此。

地球上的水如果全部变成液态，能够在地表形成几公里深的海洋。但很多人不知道的是，地球的含水量甚至比冥王星还要少。

哪怕是木星的一颗卫星——木卫二的含水量也比地球多得多。

（地球和木卫二含水量对比图）

但在太阳系中，木卫二仍远算不上水量最多的星球，轨道远一些的木卫三上，存在着三十倍于地球的水。

这就结束了吗？不，远远没有。根据推测，天王星的水冰总量，是地球水量的四万多倍！

所以，在月球光照区发现少量水分子，实在不是什么值得欢呼的事。何况在更早一些时候，人类已经在月球两极直接探测到了水冰的存在。

听到“大新闻”的预告，就急切地联想到外星生命的人们，恐怕又一次失望了。

但在外星生命的搜寻中，水的确是不可或缺的条件之一。生命的基础是各种复杂的生物化学反应，液态水是一种极佳的溶剂，能让这些反应在其中顺利进行。找到液态水，就接近于找到了生命可能的发源地，这个说法并不过分。

所以水不重要，重要的是液态水。

2018年，NASA又一次声称，在火星南极冰盖下1.5公里处发现液态水湖泊。但是，这些水目前只是被探测到了，离真正开采利用还远得很。所以在《火星救援》中，可怜的马特达蒙为了浇灌土豆，不得不用联氨制造氢气，进而合成液态水，还因此炸伤了自己。

远古的火星上，液态水资源是相当丰富的，这已经被很多证据所证实。可惜的是，随着火星磁场的消失，大气层被太阳风剥离，水体也在强烈的辐射下分解并散逸了。目前火星上的水，大部分是以极冠冰盖和地下冰层的形式存在，把它们全部融化后铺在火星上，水的深度不会超过五米。

液态水的存在并不只有地球和火星。实际上，木卫二上面就存在一些200公里高的水气喷泉。科学家们认为，在木卫二10~30千米的冰壳下面，有深达100公里的海洋，那里常被想象成为木卫二生命的摇篮。

另一个被观测到水气喷射羽的星球是土卫二，所以它和木卫二一样，能够直接证明自身存在地下海洋。

但除了它们两个之外，人类也通过一些间接资料推测出，在木卫三、木卫四、土卫六，甚至冥王星、天王星地下的高压高盐环境中，也存在着巨量液态水体。

所以问题又来了：有液态水，就有生命诞生的可能吗？

科学家继续增加着条件：这要看液态水是在哪里发现的。如果在星体地表发现了稳定存在的液态水，就基本能够说明，这颗星体处在宜居带上。

反过来理解也成立——我们说一颗星球位于宜居带，就代表液态水可能会稳定存在——这是宜居带的核心特点。天体生物学家詹姆士·卡斯廷在1993年时估计，太阳系“持续宜居带”的宽度在0.95到1.15个天文单位（天文单位=日地平均距离）。地球恰好处于宜居带中央，而内侧的金星和外侧的火星则分别接近两个边界。

了解到太阳系宜居带宽度的比例，你就会明白地球的位置有多么不可思议——如果太阳是放映厅的银幕、奥尔特星云是最后一排座椅，那么太阳系的宜居带，仅仅有两根头发丝那么宽。

所以，事情好像变成了：只要在某颗恒星宜居带中找到行星，就可以假定其稳定存在液态水。

——他们也是这么做的。

近几年来，在宇宙中发现宜居星球的新闻层出不穷。截至2019年，人类已经发现了200多颗处于宜居带的系外行星。从“超级地球”到“超级地球2.0”，从“开普勒-22b”到“比邻星b”，从距太阳系600光年的天鹅座到只有4.2光年的半人马座。似乎每一次新的发现，都在暗示着这个星球“离我们更近”、“和地球更像”、“看起来更适合移民”，甚至——“可能存在液态水。”

请注意，只是“可能”！

英国《每日邮报》报道称，科学家在对开普勒太空望远镜收集到的太空资料分析后指出，银河系内的每一颗红矮星，都会对应一颗和地球大小相近的适合人类居住的行星；但美国芝加哥大学与西北大学的科学家一项新研究表明，每一颗红矮星所对应的宜居行星数可能是两颗，这也就意味着，银河系内适合人类居住的星球可能多达600亿颗。

所以，按照宜居带思路来搜寻所谓的“宜居行星”，这个方向虽然说不上是已经破产，但其实已经没有太大的参考意义了。

那么，怎样才算是一颗真正的宜居行星呢？

仍然是詹姆士·卡斯廷教授给出了这个答案：在恒星周围的一个类地行星，拥有一个含有氮气、水和二氧化碳的大气，并且形成的气候可以维持以水为基础的生命。

所以在未来，我们不需要对新发现的“宜居行星”表示激动了——除非，他们给出了确切的证据，证明了那颗行星表面真的存在液态水。

毕竟，对于人类已知的生命形式来说，水可能最知道答案。

文/刘艳增