被帶回地球的火星樣品,會對人類造成威脅嗎?


被帶回地球的火星樣品,會對人類造成威脅嗎?

按照美國國家航空航天局(NASA)和歐洲空間局(ESA)的計劃,人類將在不久的將來,也許是在本世紀30年代,將原始的火星樣品運回地球。

以這種方式接收火星樣品,被認為對地球生態和公共安全的風險較低,但這種風險並非為零。這些樣品將由NASA的“毅力號”(Perseverance)火星探測車收集並儲存,最終可能會成為生物學研究的“搶手貨”。當然,這些材料也可能引發激烈的爭論以及公眾對火星微生物吞噬地球生物圈的擔憂。

在某種程度上,從火星運回潛在生物樣品,讓人想起了美國科幻作家邁克爾·克萊頓於1969年發表的小說《安德洛墨達品系》(The Andromeda Strain,又譯為《天外病菌》),這部小說戲劇化地描述了外星生物如何感染地球。

1971年,這部小說被拍成電影。在書中,外星細菌是由一顆名為“斯古普七號”的人造衛星帶到地球上的。一支由身穿防護服的應急人員組成了精英團隊,在一個名為“野火”的秘密高科技地下設施中研究並對抗這種細菌。

這種場景會永遠停留在科幻小說中,還是會在現實生活中發生?正在肆虐的新冠病毒大流行能否為處理帶到地球的火星樣品提供了線索?火星是否真的存在外星微生物?


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嚴格的控制

前NASA“行星保護官”凱西·康利表示,公眾當然應該密切關注將火星樣本帶回地球的計劃。“從開始太空探索至今,行星保護就意味著來自火星的樣本應該被視為‘限制返回地球’,”她說,“這需要使用最嚴格的容器,既是保護樣品,也是保護地球。”

然而,康利指出,NASA的火星計劃剛剛討論了將火星表面大部分地區的行星保護等級降至2級的問題,這將取消對從火星部分地區返回的樣品進行監督或控制的要求。“我們真的不是很瞭解地球生物學,顯然也不太瞭解火星,”康利說,“因此,現在下結論說火星上沒有生物危害還為時過早。”

“悲劇的是,目前的新冠病毒大流行很好地證明了,過度自信和短視會給地球各地的人們造成災難性的傷害,”康利補充道。

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分子鎖和鑰匙

美國加州“搜尋地外文明計劃”(SETI)研究所的高級科學家、NASA行星保護顧問安迪·斯普里(J. Andy Spry)說:“在我看來,在經歷了新冠病毒大流行之後,公眾對火星樣品返回地球的安全問題會有更濃厚的興趣。”

斯普里表示,這種情況很可能發生。“就像非典疫情提高了許多亞洲國家對新冠疫情的反應一樣,”他說,“換言之,這將促使決策者對微生物病原體的威脅做出適當和及時的反應。”

儘管如此,斯普里也補充道,新冠病毒等病原體通常是與地球生物共存並發展起來的,作為宿主-病原體相互作用的一部分,它們具有高度特化的爆發適應機制。“我們可以把致病性想象成分子鎖和鑰匙,如果沒有反覆接觸,它們幾乎不可能形成,”斯普里說,“因此,在面對地球上的生命形式時,一個在外星環境中進化並適應的生物實體能佔據上風幾乎是不可能的。”


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防範設施

對於控制航天器將火星物質帶回地球的問題,儘管各個主要的航天大國有共同的觀點,但斯普里也強調了國際空間研究委員會(COSPAR)的政策語言,即“任何直接或間接與火星接觸的非包含硬件都不應返回地球”。然而,實施細節——包括封隔設施的細節——尚未完全制定出來。

“造成這一情況的原因是,目前NASA和歐洲空間局仍然在對火星樣品返回任務的架構細節進行研究和完善,”斯普里說,“在最新的時間表中,我們距離實際將火星樣品帶回地月系統的時間大約帶有15年,這也是及時完成封隔設施工作的時間。”


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先做重要的事

美國華盛頓州立大學的天體生物學家德克·舒爾茨-馬庫奇長期以來一直主張先在火星上進行現場生命探測任務,然後再嘗試帶回樣品。他說:“我們已經有這樣做的技術。通過這種方式,我們能更好地知道可以帶回什麼。”毅力號火星車預計將於今年夏天發射,它將在這顆紅色星球的表面搜尋生命的跡象,只不過更可能找到遠古生物而非現存生物的證據。

舒爾茨-馬庫奇表示,為了以防萬一,提取樣品的設施必須具有很高的生物安全水平。他認為,火星上的任何生命以任何方式對我們或地球生物圈造成傷害的可能性非常低,這個概率低於1%,但不能完全排除。

“因此,我認為公眾和行星保護指南應當確保建立一個高生物安全級別的提取設施(至少3級,4級更好),當然,這也需要很高的成本,”舒爾茨-馬庫奇說,“由於樣品只有在這種設施投入使用後才能帶回地球,因此也會推遲我們獲得樣品的時間。如果是這樣,我們應該帶回更加‘新鮮’的樣品,而不是像現在計劃的那樣,拿到手的將是放在盒子裡很多年的火星樣品。”


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熱烈的討論

舒爾茨-馬庫奇表示,其實億萬年來,地球已經獲得了許多來自火星的樣品。畢竟,我們已經發現了許多降落在地球上的火星隕石。如果火星上曾經存在生命的話,這些隕石可能給我們的星球帶來過微生物。

“比如有研究表明,火星隕石ALH84001的內部溫度從來沒有超過40攝氏度,如果裡面有(休眠的)微生物的話,它們可能會從火星到地球的旅程中倖存下來,”舒爾茨-馬庫奇說道。ALH84001即艾倫丘陵隕石84001,是最著名的火星隕石。關於該隕石是否含有火星微生物生命的證據,目前還存在激烈的討論。

“無論如何,重要的是還存在一種自然的‘機制’,可以將可能的火星生命帶到地球上……如果這種機制在過去沒有對生命造成不利影響,那麼將來也不太可能會導致嚴重的後果,”舒爾茨-馬庫奇說,“但我們必須再次承認,風險並不為零。”


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