古代地球的微生物生命是否已经逃离了我们的太阳系？

你听说过“生物外来论”，认为生命存在于太空中，并被彗星带到地球。如果反过来，地球上的微生物被小行星撞击射入太空，并在几十亿年前就已经逃逸到太阳系外，会怎么样？

火星陨石ALH84001中的细菌样化石结构。图片来自NASA/Wikimedia/Scientific American。

生物外来理论认为小行星、流星或彗星可以将微生物从一个行星系统带到另一个行星系统，而这样一个过程，也许是来自火星的微生物，可能是地球上生命的最初发展。但反过来也可能吗？微生物的生命能通过小行星撞击从地球上带走吗？那么地球上的生命是不是已经离开我们的太阳系吗？哈佛大学理论物理学家亚伯拉罕（Avi）Loeb的一篇新的研究论文表明，迄今为止，在地球的生命周期中可能发生过许多这样的事件。他还在《科学美国人》杂志上写了一篇发人深省的评论文章，讨论了这一迷人的可能性。新的同行评审研究于2019年10月14日提交给arXiv。

报纸上说：

将陆地生物从太阳系中输出需要一个过程，既将微生物嵌入巨石中，又将这些巨石推出太阳系。我们探索了这样一种可能性，即地球上的长周期彗星和星际物体可以通过从大气中收集微生物和从地球接收引力弹弓效应，从地球输出生命，我们估计地球生命周期中长周期彗星的事件总数约为1-10次，星际物体的事件总数约为1-50次。如果生命存在于海拔100公里（62英里）以上，那么在地球的一生中，这个数字急剧增加到大约100000个事件。

地球上的生命可以被输出到太阳系的其他地方甚至更远的地方，这是一个令人着迷的想法。但真的发生了吗？正如勒布所指出的，在大多数情况下，小行星撞击无法将岩石送入太阳系之外，但其中一些仍然可以借助其他行星进行这一旅程：

大多数小行星撞击的威力不足以以足够的速度喷射出地球岩石，从而离开太阳系。但许多太阳系天体的大部分时间都在奥尔特云中度过，奥尔特云中是一种彗星的托儿所，与太阳松散地结合在一起，距离地球的距离高达10万倍。其中一些天体以周期性的形式出现，就像长周期彗星，其轨道偏心，使它们靠近太阳，在那里它们可以被行星引力踢出太阳系，就像一个球穿过弹珠机一样。

生物外来论认为，微生物可以通过小行星、流星或彗星在银河系中传播，甚至可能有助于解释地球生命的起源。亚伯拉罕（Avi）Loeb的一项新研究表明，在古代，微观生命也有可能多次从地球上爆炸，甚至有可能逃离我们的太阳系。图片来自美国宇航局的天体生物学。

除了岩石或土壤中的微生物外，大气本身也有微生物群落，它们的高度约为30至48英里（48至77公里）。它们可能被非常接近地球的小行星“铲起”，但不会撞击地球。这甚至可能发生在起源于太阳系以外的小行星上。正如勒布还指出的，微生物更适合在一块岩石中被猛烈地喷射到太空中生存：

枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）是一种能够在小行星撞击后被射入太空中存活下来的微生物。图片来自韦翰实验室。

众所周知，战斗机飞行员在加速度超过10g的速度中几乎无法生存，其中g是将我们束缚在地球上的重力加速度。但是，地球上的食草物体会以数百万克的加速度捕获微生物。他们能经受住颠簸吗？可能吧！微生物和其他微生物，如枯草芽孢杆菌、秀丽隐杆线虫、耐辐射球菌、大肠埃希菌和反硝化副球菌，被证明只通过一个小数量级的加速度存活。事实证明，这些迷你宇航员比我们最好的人类飞行员更适合太空飞行。

那么，地球能把生命传播到其他星球吗？如果几十亿年前地球上的微生物真的踏上了这段旅程，那么如果它们降落在另一颗行星或月球上，它们还能在太阳系的其他地方存活下来吗？不太可能，除了火星（取决于当时的宜居程度）或者像欧罗巴或土卫二这样的冰/海洋卫星。但即使在这些卫星上，任何微生物都会被死亡在覆盖着冰的无空气表面，很难确定它们是否能通过冰壳到达下面的海洋，除非它们掉进一个与水蒸气间歇泉相连的深裂缝中，就像在土卫二上那样。

如果在欧罗巴或土卫二的海洋中发现任何生命，它更有可能在那里自行进化。此外，如果有任何微生物完全脱离太阳系，它们将在遇到任何其他系外行星或系外卫星之前，旅行数百万或数十亿年。虽然还没有证明来自地球的生命曾经穿越过太阳系，甚至可能走出太阳系，但勒布认为，这确实是一个非常有趣的可能性，理论物理学家亚伯拉罕（Avi）Loeb的一篇新论文提出了这样的观点：数十亿年前，小行星撞击可能会将微生物喷射到太空中，形成一种相反的胚种。

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