一项新研究表明,数十亿年来,地球可能一直在向金星输送微小的“搭便车者”。研究人员发现,小行星撞击可能将微生物抛射入太空,其中部分微生物或许能在旅途中存活,并最终悬浮于金星云层之中。如果未来的探测任务在金星探测到生命,则存在一种令人惊讶的可能性:这些生命根本并非起源于金星——而是可能来自地球。
在2026年月球与行星科学大会(LPSC)上发表的一项近期研究深入探讨了这种可能性。来自约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室(JHUAPL)和桑迪亚国家实验室的研究人员使用了由Noam Izenberg等人在2021年开发的框架——“金星生命方程式”(VLE),来估算来自地球的物质如何将生命引入金星大气层。他们的模型表明,从地球输送来的生命可能每世纪至少能在金星云层中存活几天。
金星生命方程式
与著名的德雷克方程类似,VLE通过结合几个贡献因子来估算生命存在的概率。每个因子相乘,从而得出生命存在可能性的总体估算值。
*### L = O x R x C*
在该方程中,L代表现存生命的可能性(0到1,其中0代表不可能,1代表确定)。O代表起源(生命在金星上诞生并确立的几率),R代表鲁棒性(生物圈生存并适应变化条件的能力),C代表连续性(宜居环境持续至今的几率)。在应用该框架之前,研究人员首先考察了有机物质是否能在行星间转移的旅程中存活下来,无论其最初形成于何处。
前往金星的存活之旅
被撞击抛射到太空中的物质必须经受巨大的挑战。除了抛射过程中的剧烈冲击外,它还要暴露在高温、太空真空、辐射和极端的温度波动中。先前的计算机模拟和对地球上发现的陨石的分析表明,有机物质既能从行星上被抛射后存活,也能在穿越行星际空间的旅途中存活。然而,一旦到达金星,这些物质还需要悬浮在该行星云层内部或上方才能存活。
为了调查这一点,团队模拟了火流星进入金星大气层时的行为,包括它们的烧蚀、爆炸以及破碎成能够停留在云层中的较小碎片。他们采用了“煎饼模型”,这是一种广泛使用的半解析方法,描述了火流星穿过大气层时如何破碎。在火流星于大气层中爆炸(即“空爆”)后,空气动力阻力将碎片向外扩散,形成扁平的“煎饼”状物质,研究人员将其描述为“细胞”。
数十亿次的潜在转移
利用煎饼模型和先前研究中得出的数值,研究人员估算了有多少来自地球或火星的火流星可能到达了金星云层。他们的计算表明,可能有数千亿个细胞从地球输送到金星,其中数千亿个可能仍具有生存能力。他们倾向的估算值表明,每年大约有100个细胞散布在金星云层中。在过去10亿年里,大约有200亿个细胞可能从地球转移而来。
研究人员强调,他们的模型并未涵盖火流星与金星大气相互作用的所有方面。他们还指出,VLE中的每个参数都存在显著的不确定性,这与德雷克方程很像。即便如此,他们的发现支持了地球与金星之间可能发生胚种论(panspermia)的观点。如果未来的天体生物学任务在金星云层中发现生命,一种可能的解释是它最初来自地球。