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律，NASA加州埃姆斯研究中心的研究員大衛·史密斯就是其中之一。2020年12月14日，在美國地球物理協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現，不管是在哪里采樣，我們都可以在樣本中發現微生物的生命特征。”

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系統。當地球大氣與地面接觸時，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。”羅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。”

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，云層就可以體現出它的優勢。“如果被風揚起，懸浮在大氣中的話，微生物可能會很快流失所有水分。”金特里說，“因此，較低的云層具有明顯優勢——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，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現，讓宇宙生物學家不由得開始猜想在冰凍衛星的深處是否也蘊藏著生命一樣，基于以上發現，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是，如果它們想要在大氣環境中長期存在，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；海王星的衛星海衛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。”

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。“如果金星上可能存在生命，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。”

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現了生命存在的跡象”，但根據以上符合客觀邏輯規律的合理猜測和考證，相信發現它們僅僅只是時間問題。