地球微生物会污染火星吗?科学家:它们在火星根本活不下去
2018年初,SpaceX的掌门人埃隆·马斯克利用猎鹰重型火箭将自己另一个公司的产品——特斯拉跑车送上了太空,说要飞往火星。
这个消息一经宣布,就引起了一部分科学家的警惕。这些科学家认为:马斯克此举很有可能把地球上的微生物带到火星上去,导致火星被入侵。
关于物种入侵的话题,我们已经不新鲜了。当一个自然环境中被外来物种入侵,却又没有天敌来克制的话,该物种就有可能大肆泛滥,给环境带来不可逆转的破坏。尤其是太空中,根本没有生物存在,非常纯净。因此,当我们确定可能导致的所有后果之前,人类都必须非常谨慎,防止地球的微生物污染太空或者其他天体。
尤其是,NASA已经制定了载人登陆火星的计划。这项浩大的工程无疑会大大增加地球微生物入侵火星的风险,科学家们不得不提前为此作出评估,防止可能出现的可怕后果。
早在1967年的时候,联合国的《外层空间条约》就明确规定:太空探索必须在确保避免污染的条件下开展,目前世界各国也都严格遵守这个要求。不过,世界上没有完美的工作,即使消毒工作做得再完善,也不可能保证杀死所有的微生物,何况消毒后还可能有新的微生物附着。因此,还是有一些科学家为此表示担忧。尤其是人类发射了最多探测器的火星,让他们非常忧虑。
不过,最新的研究显示:这样的担忧大可不必,因为即使是对于生命力顽强的微生物来说,火星也是一个环境极其恶劣的地狱。
"地球上的生命,即使是极端生命,其对恶劣环境的承受能力也是有限的。"大学空间研究协会(USRA)和月球与行星研究所(LPI)的行星学家埃德加德·G·里维拉·瓦伦丁解释道,"我们火星上稳定液体的分布和化学成分进行了调查,以便更好地了解这些环境是否至少对地球上的极端生命来说是合适的。"
为了确定地球上的极端生命的生命力有多强,他和同事们在世界上环境最恶劣的一些区域采集了微生物样本。为此,他们去过位于智利的号称为“世界干极”(年均降水量<0.1㎜)的阿塔卡马沙漠
年平均温度高达34℃、最高温可达48.9℃埃塞俄比亚达洛尔火山附近的盐碱地
甚至还对国际空间站附近的近地空间进行了研究
即便如此,这些区域也没有达到火星环境的恶劣程度。对于地球生命来说,水基本上是必要条件,但火星比这些区域更夸张,它表面的水不是被冻住,就是早就蒸发到宇宙空间,完全散逸掉。
当然,如果我们对水纯净度没有那么严格的要求的话,情况会稍微好一点。
在火星表面,分布着大量的钠、镁和钙等金属元素形成的化合物。如果这些化合物与水结合就会变成高浓度盐溶液,这会降低水的冰点,也会减缓水分的蒸发,对于火星的锁水能力有一定的帮助作用。即使火星的水不是位于地表,那么地表的盐分也可以通过潮解的过程将水蒸气锁在地表。
可是,这就够了么?
实际情况是,虽然这些盐可以在一定程度上保住火星的水,但这不是长久之计,它们锁水的能力也是有一定期限的。所以,火星表面的水到底能否存留到足以让生命出现呢?
“对于那些温度允许液态水存在的区域,以及一些对陆生生物繁衍限制相对较小的区域,我们的团队进行了专门的研究,来了解这些地区的宜居性。”美国西南研究院的行星学家Alejandro Soto说,“借助大气模型和航天器测量两方面得到的火星气候信息,我们建立了一个模型,可以预测在火星表面和浅层地表区域,到底哪里有可能出现陆生生物,以及它们的出现需要多久、要经历多长时间才能稳定存在。”
为此,这支研究团队花了几年的时间整理了科学家们在实验室中模拟了火星环境下化学反应的实验数据以及气候数据,并以此为基础,对火星表面和几厘米以下的盐溶液可能存在于火星表面的时间和地点进行了归纳整理。
结果显示,在赤道与一个比较高的纬度之间,存在着一片总面积达到火星表面积40%的区域,允许一些盐溶液持续存在6个小时以上。不过,这样的情况只在每年2%的特定季节气候下会出现。虽然这个比例已经远远超出了科学家们最初预想的结果,但显然对于支持生命存在来说远远不够。
另外的一个问题是,盐的浓度也不能太高,否则离谱的渗透压就足以杀死生命。而浓度不够高,盐溶液的稳定程度就会大打折扣。Rivera-Valentín介绍说:“在火星上,盐水稳定存在的最高温度是-48摄氏度,这远远低于我们知道的生命可以忍受的最低温度。”
因此他们得出结论:国际科学理事会下属的空间研究委员会所提出的火星特殊区域,并不足以支持地球极端生命的存在。这意味着即使是载人登陆火星任务携带了地球微生物到达火星,它们也会很快死掉,没有污染火星的风险。
另外,研究团队也指出:这次的发现主要针对的是地球生物在火星的生存能力,并不是火星本土生命。如果火星曾经孕育生命的话,那么它们或许会突破我们的想象力,以另外一种形式存在。或许在缺水的环境下,就会有不需要水的生命演化出来。甚至,我们连地球的生物也没有完全考察清楚,或许地球上也有不需要水的生命。
正如Rivera-Valentín所说的那样:“我们已经证明,从整个行星的尺度上来看,火星表面和浅层地表并不适合陆生生物,因为水只有在很短的时间内才能以液态形式存在。即便如此,它们也有可能在恶劣的条件下形成。而且,地球上也有可能存在喜欢生活在这样条件下的生物,只不过人类尚未探索而已。”
生命的复杂和神奇之处,又岂是三言两语、隔着几千万公里就能研究得明白的呢?也许等到载人登陆火星的任务展开后,科学家们会有新的发现吧。