一項(xiàng)最新研究提出大膽設(shè)想:來(lái)自地球的撞擊噴射物,可能在數(shù)十億年的時(shí)間里不斷飛抵金星高空云層,并在短時(shí)間內(nèi)保持可生存狀態(tài),從而為金星云層中的生命提供潛在來(lái)源。
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這一設(shè)想基于“胚種論”——即生命或其構(gòu)成要素可以搭乘小行星、彗星等天體在行星之間傳播的觀(guān)點(diǎn)。如果某顆行星上已經(jīng)出現(xiàn)生命或有機(jī)物,足夠強(qiáng)烈的撞擊可以將含有有機(jī)物的巖石拋入太空,部分碎塊再落向其他行星。長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)界一直在討論地球與火星之間是否存在類(lèi)似的物質(zhì)和生命交換,而近年來(lái)關(guān)于金星云層中可能存在微生物的爭(zhēng)論,又讓“地球—金星—火星”之間的物質(zhì)互通成為新的關(guān)注焦點(diǎn)。
在今年舉行的2026年月球與行星科學(xué)會(huì)議上,美國(guó)約翰斯·霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)就此開(kāi)展了詳細(xì)建模研究。他們采用由諾阿姆·伊岑伯格等人在2021年提出的“金星生命方程”(Venus Life Equation, VLE)這一框架,評(píng)估從地球噴射出的物質(zhì)是否可以讓生命在金星云層中至少“存活”到每世紀(jì)出現(xiàn)幾天的水平。
“金星生命方程”思路類(lèi)似著名的“德雷克方程”,通過(guò)將問(wèn)題拆解為多個(gè)因素相乘來(lái)估算生命存在的可能性。在形式上,該方程將“金星上現(xiàn)存生命的可能性”表示為三個(gè)關(guān)鍵因子的乘積:生命在金星起源并建立生態(tài)系統(tǒng)的可能性(O),金星生物圈抵御環(huán)境變化的穩(wěn)健性(R),以及金星適居條件持續(xù)至今的連續(xù)性(C)。基于這一框架,研究團(tuán)隊(duì)首先考察了無(wú)論起源何處的有機(jī)物,在行星間旅行過(guò)程中能否經(jīng)受住極端環(huán)境考驗(yàn)。
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在行星撞擊噴射環(huán)節(jié),有機(jī)物不僅要承受強(qiáng)烈沖擊,還要經(jīng)受高溫、劇烈加速度等物理應(yīng)力。隨后,在星際空間或行星際空間中,它們還要面對(duì)真空、極端溫差以及高強(qiáng)度輻射的長(zhǎng)期作用。不過(guò),既有的計(jì)算機(jī)模擬和地球隕石樣本研究顯示,部分有機(jī)物可以在噴射和行星間轉(zhuǎn)移過(guò)程中幸存下來(lái)。一旦抵達(dá)金星,這些有機(jī)物還必須被分散到金星云層之中或之上,才有可能在相對(duì)適宜的環(huán)境下維持一段時(shí)間。
研究指出,金星云層的某些高度區(qū)間溫度與壓強(qiáng)出人意料地接近地球表面條件,因此被認(rèn)為是金星上潛在的“宜居帶”。此前已有學(xué)者提出,耐酸、耐輻射的微生物有可能在這些云層中漂浮、棲息。在這一背景下,新研究的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了:從地球出發(fā)的“火球型隕石”(即高速進(jìn)入大氣、形成明亮火球的天體)在金星大氣中經(jīng)歷燒蝕、爆炸和碎裂后,能否產(chǎn)生足夠多、足夠小、能夠懸浮在云層中的碎片。
為此,研究團(tuán)隊(duì)采用了廣泛用于模擬大氣層內(nèi)流星體解體過(guò)程的“煎餅?zāi)P汀薄_@一半解析模型將高速入射天體在大氣中受阻力影響的解體過(guò)程簡(jiǎn)化為“空氣爆炸—橫向擴(kuò)展—物質(zhì)鋪展”的一系列步驟。當(dāng)?shù)赝馓祗w在大氣中發(fā)生空中爆炸(即“空氣爆裂”)后,巨大阻力會(huì)將其碎片水平擴(kuò)散開(kāi)來(lái),形成一個(gè)由眾多碎片乃至可能攜帶生命的“細(xì)胞”構(gòu)成的“煎餅形”云團(tuán)。
借助“煎餅?zāi)P汀焙拖惹瓣P(guān)于物質(zhì)傳輸?shù)难芯拷Y(jié)果,團(tuán)隊(duì)估算了來(lái)自地球和火星的火球隕石向金星云層輸送物質(zhì)的總量。他們發(fā)現(xiàn),在地質(zhì)時(shí)間尺度上,可能有數(shù)千億級(jí)別的“細(xì)胞”從地球被輸送到金星云層,其中仍有數(shù)千億個(gè)在理論上保持潛在活性。在更直觀(guān)的年度尺度上,模型給出的最佳估計(jì)是:平均每個(gè)地球年約有100個(gè)“細(xì)胞”散布到金星云層中;在過(guò)去約10億年間,從地球轉(zhuǎn)移至金星的“細(xì)胞”總數(shù)可能達(dá)到約200億個(gè)。
研究團(tuán)隊(duì)強(qiáng)調(diào),其模型無(wú)法窮盡所有流星體與大氣相互作用的細(xì)節(jié),各項(xiàng)參數(shù)和假設(shè)也存在巨大不確定性,這一點(diǎn)與德雷克方程面臨的困境類(lèi)似。然而,這項(xiàng)工作顯示,至少?gòu)睦碚撋峡矗暗厍颉鹦恰敝g通過(guò)撞擊噴射和隕石傳輸實(shí)現(xiàn)生命或有機(jī)物胚種傳播是完全可能的。換言之,如果未來(lái)的天體生物學(xué)探測(cè)任務(wù)在金星云層中發(fā)現(xiàn)生命跡象,其部分甚至全部起源于地球的可能性不能被排除。
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