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“生源論”說：生命存在于宇宙中，并分布在行星、恒星、甚至是由小行星、彗星、流星和小行星組成的星系中。大約40億年前，微生物在太空中撞擊地球表面后，生命開始了。多年來大量的研究致力于證明這一理論的各個方面的工作。
來自愛丁堡大學的一項新研究表明，生命可以通過星際塵埃分布在整個宇宙中。圖片版權：ESO/R. Fosbury (ST-ECF)
最新的研究結果來自愛丁堡大學，Arjun Berera教授提供了另一種可能的方法來運輸生命分子。根據(jù)他最近的研究，與地球大氣接觸的太空塵?？赡苁菙?shù)十億年前給我們的世界帶來生命的東西。如果是真的，同樣的機制也可以在整個宇宙讓生命分布。
Berera教授研究了太空塵?？梢源龠M地球大氣中的粒子逃逸的可能性。該研究最近發(fā)表在《天體生物學》(Astrobiology)上，標題是“作為行星逃逸機制的太空塵埃碰撞”。這些包括指示地球上生命存在的分子(又名生物標記)，還有微生物生命和對生命至關重要的分子。
“生源論”說，生命是通過在恒星系統(tǒng)之間的物體間傳播的微生物在整個宇宙中傳播的。圖片版權：NASA/Jenny Mottor
快速流動的星際塵埃對我們的大氣層有規(guī)律的影響，每天大約有10萬公斤(110噸)。這種塵埃的質(zhì)量從10到18克不等，可以達到10到70公里/秒(6.21到43.49 mps)。因此，這些塵埃能夠以足夠的能量撞擊地球，將分子從大氣中撞擊到太空中。
這些分子大部分是在熱層中存在的分子。在這個水平上，這些粒子主要由化學分離的元素組成，如分子氮和氧。但即使在如此高的海拔高度，更大的粒子——例如那些能夠攜帶細菌或有機分子的粒子——也已經(jīng)被知道存在。
“對于那些形成熱球體的粒子，或者從地面到達那里的粒子，如果它們與太空塵埃相撞，它們就可以被轉(zhuǎn)移，被改變，或者被進入的太空塵埃帶走?！边@可能會對天氣和風產(chǎn)生影響，但最吸引人的是，這篇論文的重點是：這種碰撞可能會給大氣中的粒子提供必要的逃逸速度和上升軌道，以逃避地球的引力。
當然，逃離大氣層的分子過程存在一定的困難。首先，它要求有足夠的向上的力，可以加速這些粒子以逃逸速度。第二，如果這些粒子的速度從低海拔(即平流層或以下)加速，大氣密度就會高到足以產(chǎn)生阻力，從而減緩向上移動的粒子。
2010年7月25日，宇航員Doug Wheelock在國際空間站拍攝的極光照片。圖片：Image Science & Analysis Laboratory, NASA Johnson Space Center
此外，由于它們的快速上行（向上）旅行，這些粒子將經(jīng)歷巨大的加熱到蒸發(fā)點。盡管風能、照明、火山等都能在較低的海拔高度上留下巨大的力量，但它們無法將完整的粒子加速到能夠達到逃逸速度的地步。另一方面，在中間層和熱層的上部，粒子不會受到太多的阻力或加熱。
只有在高層大氣中發(fā)現(xiàn)的原子和分子才能被太空塵埃碰撞送入太空。推動它們的機制可能包括一種雙重狀態(tài)的方法，即它們首先通過某種機制被扔進較低的熱層或更高的地方，然后通過快速的空間塵埃碰撞而更加困難地推進。
在計算了太空塵埃對大氣的影響的速度后，Berera決定在地球表面超過150公里(93英里)或更高海拔的分子，將被超越地球引力的極限。這些分子將會在近地空間，在那里它們可以通過諸如彗星、小行星或其他近地天體(NEO)之類的物體來獲取，并攜帶到其他行星上。
這提出了另一個非常重要的問題，即這些生物是否能在太空中生存。但正如Berera所指出的，之前的研究已經(jīng)證實了微生物在太空中生存的能力：
“如果一些微生物粒子能夠在地球引力的作用下進行危險的飛行，那么問題就在于它們在嚴酷的太空環(huán)境中如何生存?！奔毦咦右呀?jīng)離開國際空間站的外部高度~ 400公里，接近真空的環(huán)境空間，那里幾乎沒有水，相當大的輻射和太陽一側(cè)溫度從332 k到252 k的照射，1.5年內(nèi)能幸存下來。
Berera還認為另一件事是“tardigrades”的奇怪案例，這種八足的微型動物也被稱為“水熊”。先前的實驗表明，這一物種能夠在太空中生存，對輻射和干燥都有很強的抵抗力。因此，如果這些生物被從地球上層的大氣層中擊倒，它們很有可能存活足夠長的時間，在另一個星球上搭便車。
最后，這些發(fā)現(xiàn)表明，大型的小行星撞擊可能并不是唯一在行星間傳輸生命的機制，這就是“Panspermia”的支持者們之前的想法。正如Berera在愛丁堡大學的新聞聲明中所說的：
“太空塵埃碰撞可以推動生物在行星間的巨大距離上產(chǎn)生的觀點，提出了一些令人興奮的前景，即行星的起源。”在整個行星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)了快速的太空塵埃流，這可能是增殖生命的一個共同因素。
除了提供一種全新的對生源的認識，Berera的研究在研究生命如何在地球上進化的過程中也具有重要意義。如果生物分子和細菌在其存在的過程中不斷地逃離地球的大氣層，那么這就意味著它仍然可以漂浮在太陽系中，可能在彗星和小行星中。
這些生物樣本，如果可以被訪問和研究，將作為地球上微生物生命進化的時間表。地球上的細菌也有可能在今天的其他行星上生存，可能是在火星或其他天體上，它們被鎖在永久凍土或冰中。這些殖民地基本上都是時間膠囊，包含了可以追溯到數(shù)十億年前的保存生命。
知識：科學無國界，博科園-科學科普
參考：英國愛丁堡大學，天體生物學
