既然生命可能從外太空來到地球,那麼地球細菌是否也能透過自然機制抵達其他天體播下生命種子,尤其是木衛二歐羅巴?
胚種論(Panspermia)假設各種形態的微生物存於全宇宙,藉小行星與彗星飛行四處散播繁衍,那反向思考,生命是否也可能從地球向外傳播?考量地球生命起源至少可追溯至 35.5 億年前,這段期間地球一直朝周圍釋放粒子,若太陽系其他天體存在可接受外來顆粒的有利環境條件,那麼生命從地球搭便車前往他處似乎合理。
第比利斯自由大學天體生物學家 Zaza Osmanov 為此計算攜帶活細菌的地球塵埃顆粒,從地球重力井噴出並前往木衛二歐羅巴可能性,發現細菌顆粒有機會完好降落在木衛二,並穿過木衛二表面冰層裂縫進入下方遼闊海洋,進一步提升生命孕育潛力。
Zaza Osmanov 將傳播過程拆為 3 個物理階段進行量化分析:地球塵粒能否帶著細菌逃出重力井、這些塵粒能否完好落到歐羅巴冰面、塵粒上的細菌能否向下運輸至液態海洋。
微塵能否逃出地球重力井?尺寸約 1 微米的塵埃顆粒就能包裹細菌,當大氣湍流與宇宙塵埃碰撞,可將顆粒加速至約 14 km/s(高於地球逃逸速度 11.2 km/s),地球自出現簡單生命以來此類微塵持續噴射,總量極為可觀。
微塵上的細菌能否在抵達歐羅巴後存活?地球微塵經太陽輻射壓、木星引力、行星際介質阻力影響後,最終約以 20.1 km/s 速度接近歐羅巴,但只有以極小角度(約 1°)入射的微塵能避免因衝擊波加熱而被摧毀,估計僅千分之三細菌微塵能在撞擊後存活。
微塵能否穿透歐羅巴冰層抵達地下海洋?落在歐羅巴表面的細菌約 1 萬年內便會因輻射失去活性,但歐羅巴冰層因木星潮汐作用,約 20~40% 區域發生破裂與再融化現象,部分細菌有機會在失去活性前進入地下海洋。
綜合以上條件,Zaza Osmanov 估算每秒約 5×10¹⁸ 顆含菌微塵從地球噴射出去,每秒約 3 億顆地球顆粒到達歐羅巴表面,萬年間累積抵達的細菌微塵總數約 (3–8)×10²³ 顆,接近 1 莫耳數量級,若歐羅巴生物化學環境(鹽度、pH、溫度、能量源)與地球細菌相容,將強烈支持地下海洋存在地球來源生命可能性。
NASA 提出的歐羅巴著陸器(Europa Lander)概念未來若順利進入研發與發射階段,其鑽冰系統將有望首次直接接觸歐羅巴地下海洋尋找現存微生物、有機分子與生物標記,驗證歐羅巴海洋是否存在生命與可能起源。
新論文發表在《International Journal of Astrobiology》期刊。
- Could Earth have sent life to Jupiter’s moon Europa?
- Could Earth Have Seeded Life to Jupiter’s Icy Moon Europa on Tiny Grains of Dust?
(首圖來源:歐洲太空總署)






