本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
最近在前往火星的途中發生了一件有趣的事情。
在 NASA 巨大的好奇號探測器於 2011 年 11 月 26 日成功發射並搭載其 火星科學實驗室 儀器幾天後，一條有些低調的 新聞 傳出，承認嚴格的生物行星保護規則並沒有像所有人預期的那樣得到遵守。 這在實際意義上意味著，探測器的鑽頭在發射時的密封並沒有完全按照所有人預期的消毒協議進行。 因此，地球來的外星入侵者前往火星的可能性增加。
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試圖保持好奇號及其所有元件有效避免任何地球生物（微生物）汙染的原因有兩方面。 首先，您不希望到達火星後，開始嗅探有趣的有機化學物質，最終卻檢測到某人的鼻微生物群，或我們豐富且濃稠的生物體湯中的其他物質。 這真的會擾亂人們尋找火星生命（無論已滅絕還是現存）的能力。 第二個原因是，我們不想向前汙染火星，將我們的外星生物群釋放到一個可能是原始的或生態脆弱的世界。 甚至好奇號的著陸點也被選擇為避開地表 3 英尺範圍內的任何明顯的水冰沉積物，以防止汙染火星的水文系統。
好奇號鑽頭協議的輕微違規不太可能預示著火星即將到來的生物末日，但這確實引發了一些有趣的問題，包括人類是否已經汙染了火星，以及大自然是否在數億年前就已經搶先一步。
例如，考慮一下 海盜號著陸器 的案例。 1976 年，這兩個大型固定實驗室在降落傘和反向火箭的幫助下，在火星北半球的相對兩側著陸。 人們充分理解陸地生物汙染是一個主要問題——尤其考慮到要進行的敏感生物實驗——著陸器在發射前經過了消毒程式。 問題在於，在 1970 年代，我們對微生物世界的理解與今天不同。
在發射前對海盜號著陸器進行消毒的 協議 包括在約 230 華氏度（110 攝氏度）的乾燥壓力下將其在氣動外殼內烘烤近 2 天。 但近四十年後，我們知道存在極端微生物，如果它們存在於海盜號硬體上，則有可能在這些條件下倖存下來，而毫不在意。 事實上，一種頑強的生物體，如被稱為 菌株 121 的單細胞古菌，不僅能在 121 攝氏度（250 華氏度，典型的醫用高壓滅菌鍋設定）的溫度下存活，而且還能在這些條件下繁殖。 它的食物？ 嗯，菌株 121 以代謝氧化鐵為生，產生磁鐵礦作為副產品。 雖然我們可能不期望在 NASA 的潔淨室中發現此類生物體，但問題還在於，1976 年被認為是潔淨的，今天卻並非如此。 超過 99% 的微生物不易培養（想想培養皿），只有藉助我們最近創新的生物標誌物檢測技術和 宏基因組學，我們才有機會發現這些難以捉摸但又普遍存在的生命形式的存在。
因此，很有可能海盜號探測器攜帶了一些完整、有活力的微生物——尤其是極端微生物——從地球到達火星表面。 這並沒有特別的爭議，人們只需要閱讀美國國家科學院 2006 年關於“防止火星向前汙染”的報告，就可以清楚地看到，當時，航天器熱消毒等工具尚未針對極端微生物生命進行測試。 那麼，如果海盜號在不知不覺中攜帶了像菌株 121，或“細菌柯南”（臭名昭著的 耐輻射球菌）或喜冷和喜腐蝕性化學物質的生物，那會有多大的影響呢？ 我們不知道。 火星表面非常惡劣，即使對於身經百戰的地球微生物來說也是如此，因此任何釋放都可能仍然高度受限且壽命短暫。
但在我們沾沾自喜之前，還有另一條生物外星入侵的途徑，它與我們無關，並且已經活躍了大約 40 億年。 這被稱為“撞擊轉移”，即行星表面在與小行星或彗星碰撞期間噴射物質，並在太空中傳播，直到（有時）落入另一顆行星或衛星的引力井中。 事件鏈可能是這樣的：一顆大型（公里級）小行星以傾斜角撞擊地球大陸表面。 在撞擊的瞬間，地球地殼的“剝落層”可以加速到逃逸速度，將一團亂七八糟的岩石顆粒和碎塊從大氣層中推入太空。 雖然這種物質經歷了嚴重的重力加速度和溫度波動，但 實驗研究 表明，條件肯定允許頑強的微生物或微觀搭便車者被帶到高空。
接下來發生的事情是天體力學的一個引人入勝的結果。 撞擊噴射物質的速度和軌跡範圍導致了多種途徑。 一些剝落物會迅速落回地球，一些會在數週和數月內落回，一些會進入軌道路徑，將其帶走數萬年，然後也返回地球（這種途徑可能會在地球家園發生災難性破壞期間將陸地化學和生物物質放入“冷藏”）。 其他碎塊走得更遠，進入可以被認為是速度非常慢且效率非常低的軌道傳送帶。 其中一些物質可以穿越行星際空間，最終被掃入另一個世界或衛星的引力井中，包括火星，在那裡它可以像雨點般落在行星表面。
這些撞擊噴射物“轉移”的模擬 表明，數十億年來，碰撞將導致地球（以及其他固體天體）的碎片散佈在整個太陽系中，甚至到達像木衛二或土衛六這樣遙遠的地方。 在這些情況下，“命中率”很低，大約每千萬個地球噴射物碎片中可能只有一個能在一百萬年內到達 木衛二或土衛六，更少的碎片會以更快的速度完成旅程。 對於地火轉移，速率可能更高，在單次撞擊事件中噴射出的每千塊物質中，每百萬年間隔內就有一塊會到達火星。 因此，隨著時間的推移，轉移物質的通量（將所有撞擊事件加在一起）可能非常顯著。
雖然關於地球上層噴射碎片中攜帶的生物體的存活率（輻射損傷、溫度和營養物質的可用性都是因素）仍在爭論之中，但似乎毫無疑問，可行的生物體存在進行行星轉移的機會，至少生化成分可以基本完好無損地完成旅程。
因此，我們很可能應該修改我們對行星汙染的先入之見。 大自然可能已經在混合我們太陽系中的事物方面做得很好（太陽系的軌道結構似乎非常適合撞擊噴射物的轉移），問題或許不是地球生物汙垢是否已被傾倒在像火星這樣的地方，而更多的是最後一次發生的時間。
從更宏大的角度來看，我們面臨著發現我們的生物學是否已經入侵了其他世界，或者我們是否是（例如）40 億年前溼潤溫暖的火星生物學的結果，或者這兩種情況是否都發生過的前景。 可能性似乎很大； 我們可能是外星人，我們也可能是星際雜種。