W虽然一些科学家通过在火星上登陆漫游者、向太空发射望远镜、用巨大的无线电天线扫描天空来寻找地外生命，但地质生物学家约瑟夫·基尔施文克认为，第一个能说明外星生命迹象的证据可能就在美国国家航空航天局约翰逊航天中心的架子上，裹在一块碰巧掉到地球上的火星岩石里。
在加州理工学院基尔施文克办公室的墙上挂着一张陨石的黑白照片。放射性年代测定显示，这块岩石形成于40亿年前，当时火星还比较温暖潮湿。大约在1600万年前，一颗陨石撞击火星，将火星表面的碎片炸向太空，之后它被推到了地球上。
最终，岩石落在南极洲的冰盖上，在一个名为Allan Hills的地区，Metorite Hunters于1984年发现它。在其发现的日期和位置之后，科学家们将其命名为ALH84001。他们通过分析陷入岩毛孔的气体来追踪其火星起源。那些气体匹配了两艘Viking Spacecraft测量的大气化学，该化学在20世纪70年代降落在火星上。
更重要的是，ALH84001似乎包含了生命的迹象，这表明火星上不仅曾经有生命存在，而且生命可能是穿越太空来到地球的。事实上，Kirshvink认为生命很可能在我们的太阳系中只出现过一次，而不是在地球上。“我认为40亿年前火星上就有细菌，”他说。
这将使我们 - 以及地球上的每一个生物 - 来自火星的太空速积微生物的后代。
对克里斯·麦凯(Chris McKay)来说，这可能会让他有点失望。“我的工作是寻找其他星球上的生命，”加州山景城NASA艾姆斯研究中心的行星科学家麦凯说。“不只是为了生命，而是为了我所说的第二种形式。”
麦凯告诉我，两者之间的区别是至关重要的。例如，如果我们在太阳系的其他地方发现了生物，而它们的生物化学特征与我们的生物相似，比如DNA和熟悉的蛋白质，那么我们仍然没有办法评估宇宙中的生命是罕见的还是普遍的。火星可能感染了地球上的生命，反之亦然。在这两种情况下，火星和地球都可能是侥幸，是一个贫瘠的宇宙中的特例。
如果我们找到了真正的第二种生命形式，这将是一个富饶宇宙的证据，在那里生命是常态。“起源一和起源二之间的差异是天文数字，”麦凯说。
T这里有四条独立的证据表明ALH84001有生命迹象。最上镜的是嵌在岩石中的微小管状结构，类似于在地球上发现的细菌细胞化石。科学家们还发现了矿物沉积的痕迹，这通常是生物活动的副产品，以及通常由陆地微生物产生的有机化学物质。最让克什文克兴奋的是第四项证据——这块陨石中含有被称为磁小体的微小磁性晶体，一些类型的细菌用它来感知地球磁场。
这些观测结果促使美国宇航局在1996年举行的一场大型新闻发布会上和发表在该杂志上的一篇论文中宣称火星上存在生命科学．克林顿总统称赞了这项研究。他说:“如果这一发现得到证实，它肯定会是科学迄今为止对我们的宇宙所揭示的最令人震惊的见解之一。”生物学家、地质学家、行星科学家和物理学家要求美国国家航空航天局(NASA)把岩石碎片发给他们，以便他们开始努力证实或驳斥这些说法。
在随后的几年里，大多数科学家得出的结论是，这些证据站不住脚，至少不足以证明像在另一颗行星上存在生命这样非同寻常的事情。大量实验表明，“化石细菌”、矿物沉积物和有机化学物质都可能是由自然的、非生命过程形成的。
但是，直到今天，基尔施文克仍然坚持认为，磁铁矿的晶体很难解释为除了火星原生生命形式的遗迹之外的其他任何东西。他是1996年收到样本的科学家之一，他和一些同事发现样本中含有数十亿颗磁铁矿晶体。1.使用扫描电子显微镜 - 晶体通常仅为几亿米的尺寸 - 它们发现27％的晶体与地际细菌产生的晶体难以区分。
他们在2000年发表了他们的结果，Kirschvink说仍然没有合理的无机机制来解释磁小体。“最简单的解释吗?生物学。”
如果火星是母行星，那么地球就是滋养行星。
在他的办公室里，Kirschvink在他的电脑上提出了一些磁性磁体的图像;它们看起来像小珠子。他说，在地上细菌和火星陨石中发现的磁性磁体分享了两个独特的品质：它们的形状和纯洁。磁性体组成的磁铁晶体，常见的磁矿。在自然的形式中，磁铁矿晶体是八面体。但在细菌中，进化已经将它们塑造成细长的珠子，加强它们的磁性，并使它们更好的指标。
与普通磁铁矿的晶体相比，磁小体中的晶体也特别纯净。“磁铁矿是一种垃圾袋矿物，”基尔施文克说。“它会吸收很多不同的污染物，但代价是失去了磁性。这些晶体是纯净的，”他说着，敲击着电脑屏幕上的图像。“我们从未在生物学之外看到过这些东西。”他说，在NASA研究人员1996年提出的四条证据中，只有磁小体没有被篡改。“即使关闭。很多人都尝试过，但我没有发现任何(非生物)物质可以制造出这些晶体——甚至没有一种晶体具有这些特性。”
即便如此，基尔希芬克的大多数同事并不认同他的观点。麦凯说，细菌中的磁小体总是形成长链，就像一串珍珠，而不是单个的晶体。“如果项链上有磁小体，那么所有人都会相信，而不仅仅是乔。如果乔在一块陨石上发现了它，我会说‘真的，它是这样的!’”发现一串磁小体是否能成为火星曾经存在生命的无可辩驳的证据?“绳子会的，”麦凯说。“单一晶体[不]。”
生物化学家、佛罗里达州盖恩斯维尔应用分子进化基金会的主任史蒂文·本纳(Steven Benner)同意麦凯的评估，但他说，基尔施文克的观点没有被证伪。“乔的观点只是少数人的观点，”他说。“这是一个有趣的假设。说到底，我不认为(陨石中)存在火星生命的说法已经完全被驳回了。我认为乔有一个最有力的例子来证明那块陨石上有生物特征。”
基尔施文克对这些反对意见很熟悉，他知道他必须找到一个磁小体链来说服他的科学家同行。他说，问题在于，要想把磁小体从火星陨石坚硬的岩石基质中分离出来，而不让你要找的东西湮没，是极其困难的。唯一能够进行如此精确切割的仪器是离子铣床，它可以向陨石发射原子束，切割磁小体周围的材料。这可能会揭示到目前为止探测到的单晶是否真的是延伸到岩石深处的链的一部分。在日本研究人员的帮助下，基尔施文克计划以这种方式解剖这块岩石。
A.LH84001比已知的地球上最早的生命还要古老。所以，如果Kirschvink找到了他的珠子，这意味着生命可能比地球上的生命早在火星上开始。虽然火星现在寒冷干燥，大气厚度只有地球的百分之一，但在40亿年前它要温暖和湿润得多。美国宇航局的漫游者现在正在火星表面行走，发现了古老的湖泊和河床，这表明火星可能曾经有过被厚得多的大气层覆盖的浅海。
虽然许多科学家认为液态水是生命最基本的成分，但地球可能曾经有过太多的水。“我们拥有的最有力的证据表明，早期的地球完全被海洋所覆盖，”Kirschvink说。他说，如果没有干燥的土地，生命的基本化学成分就很难形成。“原因很简单……如果你将两种氨基酸连接在一起形成蛋白质，你就必须去除水分。”如果氨基酸被浸泡在海洋中，这是不可能的。生命需要一些陆地——确切地说是滩头——来开始。古代地球可能没有陆地，但火星肯定有。
“所有这些都是有争议的，因为我们谈论的是40亿年前的世界，”基尔施文克说。“但很明显，火星有南部高地，看起来越来越像北极的海洋盆地。如果火山地形突出，有降雨、溪流和河流——如果生命设法在那里开始，它就会兴旺发达。”在克什芬克看来，这种情况很有可能发生，它有一些显著的暗示:生命在火星上起源后，可能通过陨石从火星传播到地球。这将使我们——以及地球上所有其他生物——成为来自火星的太空微生物的后代。根据科思芬克的说法，我们不会在其他世界上找到我们的第一个外星人——我们只需要照照镜子。“我真的认为我们是火星人，”他说。对于克什芬克来说，火星上的生命不太可能代表麦凯正在寻找的第二种生命形式。
尽管彗星或陨石的撞击可能在地球上播下生命种子的观点至少有一个世纪的历史，但这仍然是科学家中少数人的观点，他们中的大多数人还没有准备好接受地球生命的火星血统。火星距离地球有3000多万英里远，这对人类和微生物来说都是一段漫长的旅程。但是，从火星上发射的岩石可能在短短6个月内抵达地球，根据我们对细菌耐受性的了解，岩石上的细菌可能是被保护起来的，而且是活着的。细菌孢子在国际空间站外表面存活了18个月，完全暴露在太空的真空和致命辐射中。在最近的一项实验中，瑞士研究人员将细菌DNA链涂在火箭的外壳上——即使在飞船重新进入地球大气层时燃烧，这些DNA仍能存活。
他们必须深入挖掘，但我认为我们有超过50%的机会找到第一个外星人。
如果数十亿年前火星细菌真的降落在这里，它们就会被释放到地球海洋中一个巨大的营养肉汤中，里面充满了溶解的二氧化碳、铁和磷。虽然生命很难在水的世界中出现，但一旦生命在干燥的地方进化，它就可以在地球的海洋中繁衍生息。而新到达的火星人也不会有任何竞争者。Kirschvink说：“生命需要的一切都会在海洋中为生命的到来做好准备。”。然后：飞溅！你从火星上得到一块陨石，它分裂了，释放了埋在地下的细菌孢子。一个可以繁殖的虫子可以成倍增长，因此第一个能够在这里自我复制的虫子将接管一切
火星发生了什么？为什么，如果生命起源于那里，火星从未成为另一个地球，其自身多样化的生态系统与植物和动物一起用餐？为什么那些古老的火星河和海洋消失了？似乎，火星似乎只是太小而无法无限期维持生命。勉强的一定数字的地球质量，小于重力，火星不能坚持其氛围。生命所必需的气体慢慢泄漏到太空中。没有空气的绝缘鞘，逐渐成为当今寒冷的沙漠世界。
Kirschvink说：“如果火星是母星，地球将是滋养地球的星球。”。在他的叙述中，生命的起源有一个悲剧的因素。其中一个条件可能使火星成为理想的生命诞生地，因为火星体积小，能够比地球更快地从原始熔融状态冷却下来，因此生命可以更早开始，这也意味着生物无法在那里继续繁衍生息。“你可能需要一个特殊的太阳系，在那里，一个类似火星的母行星可以感染它的邻居。可能是那些母行星注定要死亡，而邻近的行星，如地球，收养了这些孩子。”
W当Kirschvink在地球上搜寻ALH84001磁小体链时，其他科学家正在准备搜寻火星表面。美国宇航局喷气推进实验室的科学家们已经制定了将火星岩石样本返回地球的任务计划。虽然这项任务暂时没有时间表或资金，但麦凯说，如果火星上真的存在细菌，它们的化石遗骸将留在那里，等待被发现。“磁小体非常强健，”他说。“它们是骨骼的细菌等价物。”
一些研究人员认为，未来的任务可能会在火星上发现更多的磁小体和化石。比利时根特大学的生物化学家Gaetan Borgonie说，在地下的庇护下，生命仍可能在那里存活。他说，这些生物可能看起来像他在我们地球的深层地下生态系统中发现的那些生物，而这些生态系统几乎没有被探索过。
从2008年底开始，Borgonie带领的团队发现了地球上居住最深的陆地生物——一种生活在南非金矿地下2英里的新蠕虫。研究人员将其命名为halicephalobus mephisto.以《浮士德》传说中的恶魔命名。虽然这种蠕虫只有大约半毫米长，但它比科学家们预计存在于该深度的简单细菌要大得多，也要复杂得多。一些新闻报道称，这种来自地狱的蠕虫以以岩石中的矿物质为食的细菌为食。
这一发现有助于指导科学家寻找外星人。地球上的大多数生命都很小、很愚蠢、很深，在火星上可能也是如此。“如果生命起源于那里，那些动物或植物已经有三四十亿年的进化时间，它们可能仍然存在。生活总有办法。总是这样,”Borgonie说。“如果美国国家航空航天局(NASA)或欧洲航天局(ESA)开始在火星上挖掘，他们将不得不挖得很深，但我认为我们有超过50%的可能性会有第一个外星人。”
他在头顶上挥舞着双手，追踪着冰喷发的轨迹。“就像免费样品一样，拿一个！”
基尔施文克赞同这种观点。当我问他，从火星到火星，是否有生命存在于今天的母火星上时，他告诉我那肯定不在火星表面。“大气压力很低，水会沸腾。地球上大部分地区在大部分时间里都远低于冰点。但我们知道，一旦生命进化，它可以进入极端环境。地球上就是这样。这是深了;这是走高。它没有在这些环境中进化，但它进入了这些环境。很明显，如果生命在火星上开始，它可能会迁移到其他环境，并可能仍然维持存在。”
并非所有人都同意。科罗拉多大学波尔得分校的行星地质学家Steve Mojzsis认为火星上没有明显的生命迹象，认为火星上存在生命的可能性。“地球上的生命占据着最干燥的沙漠、最寒冷的冰川、最高的山峰、渗透地球最深的沉积物；我们的星球上存在着生物活动的外壳。火星？没有任何迹象。我们已经向火星派出了一支入侵飞船舰队。这就像20世纪50年代太空恐怖电影的反面，我们什么也找不到。”
解决方案可能需要更多的挖掘。麦凯正在推进一项任务，通过在火星北极附近的冻土上钻大约一米的洞来寻找火星地下生命。如果NASA批准该项目，“生命号”破冰船将于2018年发射。麦凯最初想往下钻10米，以穿透可能被强烈太阳辐射消毒的表层。但在航天器上安装一个超过30英尺长的钻井平台将超出该任务的预算。
另一种选择——将拆卸下来的钻头装在航天器上，然后在火星上重新组装——也不可行，因为现有的机器人都没有足够的灵活性来完成这项任务。因此，麦凯和他的团队安排了一个一米长的钻头，在航天器着陆后，它将摆动到垂直位置。
麦凯已经测试了“南极洲生命号”破冰船的一些组件，并证明一台原型钻机可以在大约一小时内穿透3英尺深的冻土。“生命号”在全面运转时，每钻2英寸，就会用刷子收集样本，并将样本交给仪器测试酶和其他生命迹象——甚至是完整的活微生物。
我如果在火星上发现生命，它与地球生命的关系将通过基因分析来确定。要么克氏关于火星是母星的假设得到证实，要么麦凯会有另一种生命形式。但是，即使火星上没有第二个生命起源，生命仍有可能在其他地方独立出现——在科学家发现的数百颗围绕着光年外的恒星运行的行星上，甚至在太阳系更远的地方。
在McKay的顶部的愿望清单，用于搜索生活的位置是Enceladus，Saturnian Moon。它有一个海洋晃动在冰水下面。但Enceladus还拥有超过100个喷泉，将冰雪分为太空。如果Enceladus的海洋中存在生命，则间歇泉可能含有其存在的化学痕迹。Mckay在描述月亮的羽毛时不能遏制他的热情：他挥动他的手追踪透过冰冷的爆发的轨迹。“这就像免费样品，拿一个！”他说。
麦凯已经与日本研究人员会面，讨论了前往土卫二的联合任务计划。他希望美国宇航局和日本发射一个探测器穿过月球的间歇泉，并部署相当于机械捕手手套的东西。手套上涂有一层粘性凝胶，它可以从间歇泉中收集材料;宇宙飞船将把样本带回地球。在2006年，同样的技术被用于从彗星的尾部抓取物质，所以没有任何新的工程障碍需要克服。由于土星距离我们的距离是火星的十倍以上，土卫二和地球上有共同起源的生命的可能性就更小了，这就增加了麦凯的第二个起源可能在那个遥远的海洋深处被发现的可能性。
如果我们自己的太阳系中的火星和Enceladus和其他候选世界变得无菌，我们现在知道有很多其他可能与生活友好。美国宇航局的开普勒太空望远镜在其他恒星上记录了1000多个行星，现在天文学家估计了我们的银河系可以包含多达40亿个像地球的世界。如果在任何人身上发现了生命，那么极端的距离将全部距离，但保证了第二个创世纪。这么多宇宙房地产的可能性是什么？随着苏格兰哲学家托马斯·克莱尔在一个多个世纪前说道，“如果他们没有居住，那就浪费了空间。”
蒂姆·福尔杰写科学和环境问题国家地理、探索、科学美国人、，和其他出版物。他还是年度选集的系列编辑，美国最好的科学和自然写作。
