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“生源论”说：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、流星和小行星组成的星系中。大约40亿年前，微生物在太空中撞击地球表面后，生命开始了。多年来大量的研究致力于证明这一理论的各个方面的工作。
来自爱丁堡大学的一项新研究表明，生命可以通过星际尘埃分布在整个宇宙中。图片版权：ESO/R. Fosbury (ST-ECF)
最新的研究结果来自爱丁堡大学，Arjun Berera教授提供了另一种可能的方法来运输生命分子。根据他最近的研究，与地球大气接触的太空尘埃可能是数十亿年前给我们的世界带来生命的东西。如果是真的，同样的机制也可以在整个宇宙让生命分布。
Berera教授研究了太空尘埃可以促进地球大气中的粒子逃逸的可能性。该研究最近发表在《天体生物学》(Astrobiology)上，标题是“作为行星逃逸机制的太空尘埃碰撞”。这些包括指示地球上生命存在的分子(又名生物标记)，还有微生物生命和对生命至关重要的分子。
“生源论”说，生命是通过在恒星系统之间的物体间传播的微生物在整个宇宙中传播的。图片版权：NASA/Jenny Mottor
快速流动的星际尘埃对我们的大气层有规律的影响，每天大约有10万公斤(110吨)。这种尘埃的质量从10到18克不等，可以达到10到70公里/秒(6.21到43.49 mps)。因此，这些尘埃能够以足够的能量撞击地球，将分子从大气中撞击到太空中。
这些分子大部分是在热层中存在的分子。在这个水平上，这些粒子主要由化学分离的元素组成，如分子氮和氧。但即使在如此高的海拔高度，更大的粒子——例如那些能够携带细菌或有机分子的粒子——也已经被知道存在。
“对于那些形成热球体的粒子，或者从地面到达那里的粒子，如果它们与太空尘埃相撞，它们就可以被转移，被改变，或者被进入的太空尘埃带走。”这可能会对天气和风产生影响，但最吸引人的是，这篇论文的重点是：这种碰撞可能会给大气中的粒子提供必要的逃逸速度和上升轨道，以逃避地球的引力。
当然，逃离大气层的分子过程存在一定的困难。首先，它要求有足够的向上的力，可以加速这些粒子以逃逸速度。第二，如果这些粒子的速度从低海拔(即平流层或以下)加速，大气密度就会高到足以产生阻力，从而减缓向上移动的粒子。
2010年7月25日，宇航员Doug Wheelock在国际空间站拍摄的极光照片。图片：Image Science & Analysis Laboratory, NASA Johnson Space Center
此外，由于它们的快速上行（向上）旅行，这些粒子将经历巨大的加热到蒸发点。尽管风能、照明、火山等都能在较低的海拔高度上留下巨大的力量，但它们无法将完整的粒子加速到能够达到逃逸速度的地步。另一方面，在中间层和热层的上部，粒子不会受到太多的阻力或加热。
只有在高层大气中发现的原子和分子才能被太空尘埃碰撞送入太空。推动它们的机制可能包括一种双重状态的方法，即它们首先通过某种机制被扔进较低的热层或更高的地方，然后通过快速的空间尘埃碰撞而更加困难地推进。
在计算了太空尘埃对大气的影响的速度后，Berera决定在地球表面超过150公里(93英里)或更高海拔的分子，将被超越地球引力的极限。这些分子将会在近地空间，在那里它们可以通过诸如彗星、小行星或其他近地天体(NEO)之类的物体来获取，并携带到其他行星上。
这提出了另一个非常重要的问题，即这些生物是否能在太空中生存。但正如Berera所指出的，之前的研究已经证实了微生物在太空中生存的能力：
“如果一些微生物粒子能够在地球引力的作用下进行危险的飞行，那么问题就在于它们在严酷的太空环境中如何生存。”细菌孢子已经离开国际空间站的外部高度~ 400公里，接近真空的环境空间，那里几乎没有水，相当大的辐射和太阳一侧温度从332 k到252 k的照射，1.5年内能幸存下来。
小缓步类动物(又名“水熊”)，它可能是地球上最强悍的生物。图片：Katexic Publications, unaltered, CC2.0)
Berera还认为另一件事是“tardigrades”的奇怪案例，这种八足的微型动物也被称为“水熊”。先前的实验表明，这一物种能够在太空中生存，对辐射和干燥都有很强的抵抗力。因此，如果这些生物被从地球上层的大气层中击倒，它们很有可能存活足够长的时间，在另一个星球上搭便车。
最后，这些发现表明，大型的小行星撞击可能并不是唯一在行星间传输生命的机制，这就是“Panspermia”的支持者们之前的想法。正如Berera在爱丁堡大学的新闻声明中所说的：
“太空尘埃碰撞可以推动生物在行星间的巨大距离上产生的观点，提出了一些令人兴奋的前景，即行星的起源。”在整个行星系统中发现了快速的太空尘埃流，这可能是增殖生命的一个共同因素。
除了提供一种全新的对生源的认识，Berera的研究在研究生命如何在地球上进化的过程中也具有重要意义。如果生物分子和细菌在其存在的过程中不断地逃离地球的大气层，那么这就意味着它仍然可以漂浮在太阳系中，可能在彗星和小行星中。
这些生物样本，如果可以被访问和研究，将作为地球上微生物生命进化的时间表。地球上的细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体上，它们被锁在永久冻土或冰中。这些殖民地基本上都是时间胶囊，包含了可以追溯到数十亿年前的保存生命。
知识：科学无国界，博科园-科学科普
参考：英国爱丁堡大学，天体生物学
作者：Matt Williams
来自：Universe Today
编译：中子星
审校：博科园
