大氣中的微生物可以幫助我們找到外星生命？

勻琳

微生物的高速公路——地球大氣

科學家一直致力于研究大氣層生物與地表相互作用的規(guī)律，NASA加州埃姆斯研究中心的研究員大衛(wèi)·史密斯就是其中之一。2020年12月14日，在美國地球物理協(xié)會年度秋季會議的一次虛擬圓桌討論會中，史密斯說：“我們用NASA的飛機和氣球進行采樣時發(fā)現(xiàn)，不管是在哪里采樣，我們都可以在樣本中發(fā)現(xiàn)微生物的生命特征?！?/p>

到目前為止，地球大氣中的生命似乎都是微生物，它們與地球表面的生命息息相關，而不是一個獨立的生態(tài)系統(tǒng)。當?shù)厍虼髿馀c地面接觸時，這些微小但強壯的生物在空氣動力作用下被揚起到高空，最終被帶進大氣層的下層。

“基于我們已經知道的信息，這些微生物只是大氣層中的過客?！绷_格斯大學微生物學家凱文·狄龍在討論中說道，“大氣層對于微生物來說，就像高速公路一樣，微生物在大氣中自由漂浮，有時還可以躲進云層搭便車?！?/p>

微生物最終會落在兩層大氣層中。埃姆斯研究中心的研究科學家戴安娜·金特里在討論中認為，在對流層低層，微生物很大程度上面臨著被“風干”的危險。這時候，云層就可以體現(xiàn)出它的優(yōu)勢?！叭绻伙L揚起，懸浮在大氣中的話，微生物可能會很快流失所有水分?！苯鹛乩镎f，“因此，較低的云層具有明顯優(yōu)勢——它們就好比微生物的流動補水站。當微生物在大氣中漂浮時，云層可以幫助它們保持濕潤。”在對流層中，有些微生物甚至可以正常生存。

而在更上層的平流層，環(huán)境惡劣，更干燥、酸性更高。在這里，微生物通常會蜷縮起來，進入休眠狀態(tài)，等回到地球表面的時候再蘇醒過來。當然，有的微生物會在這里死去，有的在被卷入大氣層之前已經死去。

就好比海底熱液生物群落的發(fā)現(xiàn)，讓宇宙生物學家不由得開始猜想在冰凍衛(wèi)星的深處是否也蘊藏著生命一樣，基于以上發(fā)現(xiàn)，如今科學家也開始猜想，地球上的極端大氣生命是否可以作為一個模板，用來確定太陽系的其他地方是否也有類似的生命存在？

太陽系中的生命

盡管我們已經充分了解地球表面是微生物生存的天堂，就算浩渺空曠的大氣層也是如此，但是太陽系中其他行星的表面環(huán)境對已知的生命形式卻十分不友好。

有些科學家認為，金星上的環(huán)境雖然既炎熱，酸性又高，但是在金星表面48公里到60公里的高空，那里的液滴可以作為潛在生命的避風港。

這種殘酷的條件也意味著，在金星這樣的星球上，任何生命形式一輩子都只能生活在大氣層中，而不像地球上的微生物，只是去大氣層游走一番。這樣的“一輩子”意味著科學家們必須弄清楚一些問題，比如——微生物漂浮在大氣中時是否可以繁殖？

科學家認為，重力會不斷地將可能存在的微生物拖曳出舒適的大氣層，因而大氣層中的生命面臨的一個重大挑戰(zhàn)是，如果它們想要在大氣環(huán)境中長期存在，就必須能夠快速地繁殖，才能避免滅絕。

其次還有水的問題。地球上的云層很特殊，它們是太陽系中唯一一個主要由水蒸氣構成的現(xiàn)代大氣云層，因此科學家也更有希望在這里尋找到生命。然而，金星上的云層主要由硫酸構成；火星則被濃濃的二氧化碳籠罩著；海王星的衛(wèi)星海衛(wèi)一上的云層都是氮氣。對于大氣中的微生物而言，沒有水，也是一大難題。

金特里認為宇宙生物學的一個重要主題是“哪里有水，就去哪里”，因為已知的類似地球生命都離不開水，而太陽系其他星球的云層，都不是以水為主要組成部分的云層。

所以微生物在那些星球的大氣中該如何生存下去呢？

太陽系之外

就好比地球是研究太陽系內其他星球的參考模板一樣，太陽系內的其他鄰居星球，也為我們研究其他恒星系統(tǒng)提供了參考原型。相比于先進的航天器所能抵達的太陽系內行星，系外行星則隱藏在各自恒星的光芒之內。

事實也證明，即便是在地球上，尋找大氣中的生命也不容易。史密斯說：“每次我們穿過云層，收集云水樣本時，都可以從中找到強烈的地球生命跡象。然而，我們就是無法遠程觀測到這些生命跡象。我們知道云層中存在生命，但我們沒有足夠敏感的儀器去檢測其中的生命跡象，除非收集實際的云水樣本?！?/p>

馬里蘭州約翰霍普金斯大學應用物理實驗室的行星科學家諾姆·伊森博格也說：“證明系外行星上有生命存在，極其困難。”但是，伊森博格補充說，這并不能阻止我們去猜想有外星生命的存在?！叭绻鹦巧峡赡艽嬖谏?，那么，其他和金星類似的星球上也就有可能有生命存在。如果地球上有生命，那么，其他和地球類似的星球上也可能會有生命存在?！?/p>

所以，雖然我們不可能在短時間內聽到科學家們宣布“在其他星球的大氣層中發(fā)現(xiàn)了生命存在的跡象”，但根據(jù)以上符合客觀邏輯規(guī)律的合理猜測和考證，相信發(fā)現(xiàn)它們僅僅只是時間問題。