台风过后,海边礁石缝里常嵌着别处冲来的碎木、塑料瓶和渔网浮子。物质跨海域搬运不需要船,只需要一次足够大的扰动。行星之间的岩石也一样——问题从来不是能不能搬,而是搬过去之后,里面还有没有活着的东西。漂流物里有没有活物,是另一回事。石头能过来,生命未必。
行星间的岩石转移有实物证据。地球上已找到数百块火星陨石,其中 ALH84001 约 1600 万年前从火星射出、约 1.3 万年前落到南极。但「石头能过来」与「生命能活着过来」是两件事:火星逃逸速度 5.03 km/s、冲击压力数 GPa、星际转移的累积辐射剂量,每一关都在削减存活概率。
撞击能把岩石送出大气层,但只有极小一部分
要让岩石离开火星,撞击产生的抛射速度得超过 5.03 km/s。绝大多数溅射物达不到这个速度,落回地表;只有紧邻撞击点的一小部分能被推出去。
被推出的那一部分还要进入与地球相交的轨道。层层筛选之后,能到达地球的样本量很小,但仍不为零——陨石目录就是证据。
ALH84001 把「可能」推上台面,也把争议推上台面
1984 年,这块陨石在南极冰面被捡到。1996 年,一个团队在《科学》上提出其中存在可能与生命有关的痕迹:微小的碳酸盐小球、磁铁矿颗粒、以及类似纳米细菌的结构。
反对意见同样具体。这些结构可以由非生物的矿物沉淀与热液过程形成,形状相似不等于成因相同。至今主流判断是证据不足,而非已被推翻。
冲击、加热、辐射是三道关
第一关是冲击。抛射瞬间压力可达数十 GPa,多数微生物会被压碎;孢子相对耐受,但存活率随压力陡降,上限在数 GPa 量级。
第二关是加热。撞击点附近温度可上千摄氏度,只有位于母岩内部几厘米到几十厘米处的样本能保持低温。
第三关是辐射。深空没有大气屏蔽,银河宇宙线的累积剂量随旅行时间线性增长。百万年尺度的旅程,剂量会超过已知最耐辐射生物的修复能力。
行星系内可行,星际尺度尚未定论
火星到地球的转移时标在百万年量级,样本存在,机制清楚,这一层可以称为「有实物支持」。
恒星之间的转移是另一回事。最近的恒星在 4 光年外,即使以每秒几十公里的速度,也要十万年以上。这个时标下辐射剂量与撞击概率都变得极端,目前没有观测支持。
| 参数 | 数值 | 口径与来源 |
|---|---|---|
| 火星逃逸速度 | 5.03 km/s | 行星基本参数 |
| 地球上的火星陨石 | 数百块 | 全球陨石目录 |
| ALH84001 射出年龄 | 约 1600 万年 | 宇宙射线暴露年龄 |
| ALH84001 落地时间 | 约 1.3 万年前 | 南极冰面年龄约束 |
| 孢子冲击存活上限 | 数 GPa 量级 | 冲击波实验 |
| 火星到地球转移时标 | 约 10⁶ 年 | 轨道动力学模拟 |
哪些是观测,哪些还是推断
常见问题
没有。1996 年的解释提出后,多数研究者认为那些结构可以由非生物矿物过程形成,证据不足以支撑生命结论。
孢子在有岩石遮蔽的情况下可以存活数年到数十年量级;拉到百万年尺度,累积辐射剂量会超出修复能力。
不能。它只是把起源问题挪到别处,没有回答第一个生命如何出现。
延伸阅读
- McKay, D. S. et al. 1996, Search for Past Life on Mars: Possible Relic Biogenic Activity in Martian Meteorite ALH84001, Science 273, 924
- Horneck, G., Klaus, D. M. & Mancinelli, R. L. 2010, Space Microbiology, Microbiology and Molecular Biology Reviews 74, 121
- NASA 陨石与样品收藏的 ALH84001 说明页(curator.jsc.nasa.gov)