NASA科學家今天宣佈了迄今為止最好的證據,證明曾經被認為乾燥、貧瘠和死寂的火星可能仍然存在生命:液態水仍在紅色星球的至少某些部分流動,從斜坡滲出,積聚在可能滋養生命的池塘中,這些池塘位於赤道山丘和隕石坑的底部。火星上這些非凡的地點可能是太陽系中尋找現存地外生命的最佳地點——但這絕非易事。
考察火星上潛在的可居住區域以尋找生命跡象,可以說是人類登陸火星的主要科學理由——但根據美國國家科學院和歐洲科學基金會的一項新的聯合審查報告,我們目前尚未為此做好準備。
問題不是火箭爆炸、預算縮減、政治博弈或反覆無常的公眾支援——所有這些都是航天倡導者為人類在低地球軌道以外的任何地方進行航行所跨越的世代間隔提供的常見解釋。相反,問題在於生命本身——具體而言,是地球微生物的頑強生命力,以及火星微生物的潛在脆弱性。事實證明,在火星上尋找生命的最簡單方法可能是從卡納維拉爾角輸入細菌——這種汙染可能會破壞尋找火星本土生命的工作。審查報告的作者寫道,為了保護任何可能的火星生物圈免受地球汙染的需要,可能會“阻止人類登陸或進入”火星生命可能繁榮的區域。雖然這種觀點並不新鮮,但在如此權威的研究中對其進行坦率、正式的承認確實很少見。NASA計劃最早在2030年代將人類送往火星;即使該機構正在積極研究解決該問題的可能方案,但此類任務可能不可避免地帶來極端的汙染風險,這在情理之中,該機構並不急於強調這一點。
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從歷史上看,在火星背景下,這種“行星保護”主要涉及機器人探測。即使對於機器而言,汙染風險也是一個問題,因為機器與人類不同,可以忍受發射前被輻射照射和浸泡在刺激性化學物質中,以清除細菌偷渡者。然而,頑固地拒絕死亡的微生物仍然經常出現在NASA用於準備星際飛船的所謂無菌潔淨室中。阿波羅號宇航員甚至在月球上發現了細菌,這些細菌在機器人勘測者3號著陸器內部的幾乎完全真空的環境中存活了兩年半以上。如果地球微生物可以在這樣的地方生存,為什麼不能在火星上一些更宜居的地方生存呢?
1967年的《聯合國外層空間條約》禁止用地球生物“有害地汙染”其他世界,一個名為COSPAR(空間研究委員會)的國際組織為美國、歐洲、俄羅斯和其他簽約的航天國家制定了行星保護協議。為了保護火星,自2002年以來,COSPAR在火星上劃定了受限的“特殊區域”,這些區域的條件足夠溫暖和潮溼,可能支援現存的火星生命——或允許地球入侵者獲得立足點。由於我們在火星環境和地球生物學基本極限方面的知識不斷快速進步,“特殊區域”的精確定義仍然是正在進行的工作,並且官方每兩年重新審視一次。上週釋出的新聯合審查報告建議修訂NASA火星探測計劃分析組2014年關於COSPAR特殊區域的報告的結論。
行星科學家越仔細地觀察火星,他們認為看到的特殊區域就越多。特殊區域遍佈火星的赤道和中緯度地區,位於侵蝕的溝壑以及山丘和隕石坑的陡峭岩石斜坡中,9月28日發表在自然·地球科學上的新證據表明,在火星夏季,含鹽水從蓄水層中流出並彙集。在洞穴、極地冰蓋之下以及地震或火山活動的地熱熱點中也可以發現特殊區域。在地表以下僅五米處,地下水可能以冰的形式存在,地球上廣闊的區域可能被認為是特殊區域,只需等待新形成的撞擊坑的熱量或最近抵達的宇宙飛船的活動將其轉變為宜人的、充滿水的微生物伊甸園。新的審查報告還指出,特殊區域也應該存在於最近在火星上探測到的神秘甲烷排放的未知來源。在地球上,甲烷主要由微生物產生,但火星上也可從非生物來源產生可探測量的氣體,儘管這些無生命的生產途徑也需要液態水。
但要確定這些地方是否真的特殊,可能需要訪問它們——但在目前的協議下,這非常困難。在宇宙飛船訪問特殊區域之前,必須根據嚴格的規則對其部分或全部進行嚴格的消毒,這可能會使任務的開發時間延長數年,並增加數百萬美元的預算。即便如此,這些協議可能還不夠嚴格——目前的技術無法完全清除宇宙飛船上的微生物,而且沒有人真正知道細菌在火星上——或地球上,在這一點上也是如此——建立可存活、自我維持的菌落的閾值條件。
該機構首次——也是迄今為止唯一一次——明確尋找火星生命的探測任務是孿生海盜號著陸器,它們於1976年降落在紅色星球上。此後所有其他任務都側重於從火星的遠古過去而不是現在尋找生命跡象。如果即使是經過消毒的機器人也不能被信任進入特殊區域,那麼攜帶微生物的人類又該怎麼辦呢?如果只允許宇航員訪問不理想的地點以尋找火星生命,那麼NASA或任何其他實體能否證明將他們送往火星所需的數百億至數千億美元是合理的?如果一個人類宇航員小組降落在一個被認為對生物學沒有希望的區域,但發現了可居住的條件或在那裡發現了生命,他們是否必須立即搬遷,甚至收拾火箭並返回軌道?這些以及其他尚未解答的問題表明,在許多方面,發現當今的火星生物圈可能既是NASA最狂野夢想的實現,也是其最可怕的噩夢。它們解釋了,在尋找火星現存生命的過程中,NASA一直謹慎地避開最有可能找到生命的地方,這一原本令人費解的事實。
卡爾·薩根曾有一句著名的沉思,如果有一天在離太陽第四近的岩石行星上發現了生命,“那麼火星就屬於火星人,即使火星人只是微生物。”在這種觀點看來,這顆行星將成為神聖不可侵犯的聖地,永遠禁止人類入侵。另一種觀點認為,行星保護工作是徒勞的,甚至可能是幼稚的:由於早期宇宙飛船可能造成的汙染,以及巨大小行星撞擊在行星之間炸開的物質的古代交換,火星可能已經經歷了多波地球入侵者——其中每一波都可能被任何本土的、更具適應性的生物圈輕易擊退。
在所有不確定性中,新的審查報告指出,有一點非常清楚:“將宇航員送往火星的行星保護影響在科學、工程、技術、專案管理和公共政策的交叉領域提出了深刻的問題。” 對於NASA和其他航天機構而言,該宣告的真正含義應該同樣清楚:儘管不方便,但與載人火星任務相關的行星保護問題過於嚴重,不容忽視、迴避或淡化。現在是開始解決這些問題的時候了。否則,人類在那裡的航行充其量可能被證明是行不通的,最壞的情況是變成徹底的失敗,永遠扼殺研究原始火星生命的希望。
