人類為什麼不怕微生物污染火星,而怕污染木衛二?

人類已經發射了很多火星探測器,包括勇氣號機遇號等已經實現了登陸,有個疑問,為什麼發射火星探測器的時候沒有考慮地球微生物可能會污染火星環境?而對於木衛二的探測卻如此謹慎,伽利略號因為怕污染木衛二而銷毀於木星大氣中。到現在沒有登陸木衛二是不是也是因為這個原因?
對於同樣可能存在生物的兩個行星,為什麼要區別對待呢?


從正式宣布找到火星表面液態水到人類登陸火星,需要多久?


可能只需要5天——畢竟明天(10月2日)馬特·達蒙就要開著飛船踏上他前往火星的生死之旅了(《火星救援》)。然而對科學家們來說,把日程排的這麼緊可能不是什麼好事。美國行星學會日前就發出呼籲:祖國,請等一等你的人民——誤——人類,請等一等火星的人民。

(《火星救援》劇照)


前天我在文章中說,NASA開這個發布會,最終目的是想跟國會要錢,往這些有水的地方趕緊落一個探測器下去一看究竟,這實在是以小人之心度君子之腹。真正
的科學家對這樣做要謹慎的多。不是因為這些地方不值得看,而恰恰是因為這些地方太值得看。就像是秦始皇陵,到現在也不敢挖開,怕的就是能力不足卻魯莽行
事,一勞永逸的砸了子孫後代搞研究的人的飯碗。秦始皇陵只有一個,火星,也只有一個。


雖然火星寒冷、乾燥、低氣壓、高輻射,看起來毫不適合生命存在;然而一方面我們現在確實發現了季節性的溫暖、濕潤的區域,一方面我們也知道,地球上很多條
件極端的環境下,也難以置信的有一些極端環境微生物的存在。我們決不能低估這些地球微生物適應火星環境的能力,一旦真的魯莽的降落在火星上有水的地方,讓
地球微生物踏上了火星上溫暖宜人的土地,以後我們再想區分這些小傢伙的原產地,可就困難了。

(國際空間站的LiFE實驗,微生物在強輻射環境下18個月後仍有存活)


美國行星學會高級編輯Emily Lakdawalla在文章中說,行星保護是個非常重要的問題,所以NASA實際上有一個專門的「行星保護辦公室」來處理這個事情。行保辦的口號是,「所有行星的全天候保護」。

(行保辦官網:NASA Office of Planetary Protection)



際上不止美國人有「行星保護辦公室」,聯合國1967年通過的《外層空間條約》禁止地球生物對其他星球的「有害污染」。亦有名為「太空研究委員會」
(COSPAR)的國際組織為歐美、俄羅斯等國家制訂了行星保護協議。2002年,COSPAR給出了火星上需要保護的「特別區域」——溫暖、濕潤,足以
讓地球的入侵生物存活的地區。去年他們發布了一個更新版的保護區範圍——可以預見的是,隨著我們對火星的研究更加深入,會有更多區域被劃入保護之列。



保辦從兩方面來保護火星環境:一方面,嚴格殺滅發往火星探測器上所有微生物,讓它乾乾淨淨的降落火星;另一方面,避免降落在任何可能適宜地球微生物存活的
環境。行星保護辦公室的現行條例禁止NASA把使用放射性同位素熱電發生器的探測器派往任何接近可能含有地下水冰的地方——萬一任務失敗,熱電發生器把墜
毀地點的冰融化,就會產生一個地球微生物賴以繁衍的樂園。

(好奇號火星車,消毒之後就被包起來了)



是你要派人過去就不一樣了。再怎麼著你也不能把馬特·達蒙先滅了菌再送過去——人身體內一定會包含無數的微生物。只要你落地,你的每一個毛孔、每一口呼
吸,都會把自身攜帶的微生物擴散開去。就算你挑一個你以為不適合微生物存活的區域降落,萬一你還是在那裡發現了適宜生命的環境甚至就是發現了活物,難道因
為那些條約、規定的限制,就讓宇航員打包趕緊撤?可派他們去不就是想發現點新鮮東西嗎?



糾結之下,美國行星協會現在正在發起一項倡議——咱們要是派人過去啊,就別讓他落地了,先讓他在軌道上圍火星轉吧。雖然要這麼著,不知道NASA還樂不樂
意大費周章批出幾百上千億美元派人過去,而且這畢竟不是長久之計,不過也總能給這些火星車們多留一點時間,在這一點搶出來的時間裡,說不定它們就能找到真
正的火星土著生物了呢。

(行星學會的倡議網站:Humans Orbiting Mars)


卡爾薩根有言,「火星是火星人的火星,即使他們是微生物」,代表了上述憂心忡忡的行星保護論者的觀點。但也有人說,你們畢竟還是naive,在小行星撞擊
頻繁的年代,火星和地球互換了多少隕石,早就身經百戰了,見的多了,當時的地球原始微生物,在適應火星環境方面,可能比現在的地球微生物跑得還快,也沒把火星怎麼樣。這種絞盡腦汁為其他星球生物著想的論點,不禁讓人想起西方中心主義者對東方高原古代文明的顧自迷戀,這會不會是自大的人類中心主義的另一種表現形式呢?


參考:

NASA"s Mars Announcement: Present-day transient flows of briny water on steep slopes

Searching for Life in Martian Water Will Be Very, Very Tricky


本文原載於我的專欄:去火星?別急著降落 - 天文八卦學 - 知乎專欄


一點拙見,歡迎生物相關專業的輕噴~
1、木衛二是符合地球微生物生存的,而且環境可能相當理想!
2、地球上屌炸天的微生物那是狡猾狡猾嘀!
一旦玩脫會對未來人類認識外星生命造成不可挽回的後果

【一】木衛二可能具備適合碳基生命生存的水熱條件
這就是木衛二,「旅行者「號和」伽利略「號分別在1980年和1995年探測過這顆衛星。旅行者號曾經在1979年發現其表面布滿了一些環形山,隱約見到數萬條溝壑狀的條紋存在。1995年,伽利略號在對其進行更加細緻的抵近探測後,科學家認為,木衛二厚厚的冰層上面的這些裂隙與地球的南北極冰蓋運動頗為類似。另外就是木衛二上面分布眾多的」十字紋「,還形成了類似火山活動後的物質擴散場景(如下圖),最近的有關它們的起源理論是:它們由一連串火山噴出物或噴泉產生

這能夠推斷出兩點:
1、木衛二下面應該會有類似於液態海洋存在,只有這種海洋上面大面積冰川才可能形成橫貫數百公里的裂隙條紋。事實上,經過伽利略號探測後,科學家們普遍認為木衛二地表下面存在液態海洋的可能性是不低的
2、木衛二有穩定的熱源,能夠持續提供木衛二地表的地址活動,例如支持木衛二表面冰層融化、水面升高後對原有的地質地貌進行改變(證據在於伽利略號發現木衛二的表面古老環形山非常少,且新的地表形態不斷形成),同時支持火山和噴泉的存在(上面講到的十字紋)
原因在於,木衛二由於距離木星太近,其內部核心受到木星引力影響之下不斷摩擦而產生熱能,別小看這種潮汐摩擦力,積累到一定程度也能加熱海水噢!

從1995到2003年期間環繞木星進行科學考查的伽利略號飛船所採集到的磁場數據表明,木衛二在木星磁場的影響下自身能夠產生一個感應磁場,這一發現暗示著,其表層內部很可能存在與鹹水海洋相似的傳導層,木衛二可能還有一個金屬性的鐵核。(via百度百科)

上面說了一大堆就是想證明:木衛二厚厚的冰層之下,其實是有適合地球上的碳基微生物生存環境(甚至我認為會有更高等級的脊索動物存在),而且環境不會比地球兩極地區更加惡劣。

【二】生命有機體可能早就來到了木衛二
有種觀點認為,生命組成物質來最早(我說是最早,可以追溯到太陽系形成之初)自於外太空,有機成分通過星體間碰撞融合後帶到星球上,隨著漫長的化學演化後慢慢形成簡單的蛋白質分子,進而成為生命最初形態,這都要得益於地球得天獨厚的環境。
充當複雜有機分子傳播的使者,正是這些彗星之類的小天體。歐洲的「羅塞塔」號就曾經在目標彗星上發現甘氨酸、磷等生命起源的關鍵物質。
不過在太陽系形成之初,這樣遭受過海量彗星問候,並形成大量有機成分堆積,並且有溫暖濕潤環境的,不止地球有(早期的火星就曾經被認為適合碳基生命生存),但不幸的是,全太陽系裡面目前除了地球之外,其他星球限於現有技術條件限制,無法得知是否有碳基生命生存跡象。但木衛二是目前為止,惟一一個有大氣(雖然很稀薄)、有厚冰層、有冰下海洋、有火山的星球(至於火星,不是沒可能,而是條件環境太苛刻了,光是極端乾燥的氣候、極端稀薄的空氣和超大溫差就大大降低了此等可能性,但科學家還是對人類探測器上火星會帶來地球生命污染做出了擔憂)。從之前對於木衛二的觀測來看,環形山和褐色粘土層表明了這顆星球在早期是有生命形成的相關有機物進入這顆星球上

2013年,藉助新問世的信號處理技術,NASA噴氣推進實驗室的吉姆·舍利(Jim Shirley)重新分析了「伽利略」探測器拍到的木衛二表面的褐色條紋,證明其中含有黏土礦物質的痕迹。而這些粘土是沿著當年彗星撞擊後地區沉積下來,這表明曾經有小行星或彗星猛烈地撞擊過木衛二,並留下礦物質殘骸 (木衛二的冰下海洋中有望發現第一個地外生命 木衛二上可能有生命的3個理由)

光是有海洋,有生命組成物質還不夠,木衛二不是唯一有地下海洋的星球,悲摧的木衛三和木為四就因為冰層太厚,導致有機體無法進入地下海洋,然後就早早凍死了!原因就在於沒有打通表面和地下海洋的渠道。通過觀測,科學家發現木衛二是具備紅表面褐色粘土層與地下海洋的交換互通條件,因為存在短暫的冰層融化,以及類似地球的間歇泉存在,使得部分有機物質可以進入地下海洋暖池!

【三】那麼既然有這個環境,那麼探測器為什麼不能墜毀到木衛二上面?
科學家主要是怕地球上的微生物跑到木衛二上面,這樣一來會對後面的研究工作帶來極大的麻煩。

地球上的探測器一般在出廠前都會有一些特殊處理,潔凈環境可能會讓探測器上面攜帶的細菌少一些,但僅僅是少一些。一旦探測器處理不好掉落在木衛二表面,可能會在多年後被破裂的冰裂隙帶到木衛二的海洋裡面。奈何地球微生物太狡猾!

事實上,地球上有這種惡劣環境生存的傢伙太多了!
別的不說,就科普一種生物:水熊

水熊是地球上已知生命力最強的生物,可以在沒有防護措施的條件下在外太空生存,在喜馬拉雅山脈(Himalaya mountains)(6000m 以上,曾在5546米處發現過)、溫泉、南極和深海(4000m 以下)都能生存。(via 百度百科)
另外還有以下恐怖數據:
冷凍:-200攝氏度能夠存活若干天,-272攝氏度能夠存活2分鐘。
高溫:181度高溫下存活2分鐘。
放射能:在5700格雷強度的放射線下存活良好。(1格雷放射線相當於5000台胸透儀的放射強度,10~20格雷強度的放射線就能輕易殺死人類或者地球上大部分的動物。)能承受5.7萬倫琴的X射線輻射(500倫琴即可殺死人類),原子彈的輻射對它無效
真空:在真空中依然能存活下來。
壓強:可以經受住600兆帕斯卡的壓強,最深的馬里亞納海溝水壓的6倍也無法把它壓扁。
生命力研究20世紀20年代,德國佛萊堡大學的拉姆把處在隱生現象的水熊蟲分別放在150度(只有厭氧菌跟水熊蟲才能處在如此高溫下)和零下200度(接近絕對零度)的環境,結果發現不論在什麼情況下,只要恢復常溫並給予水分,水熊蟲就會復活並再度開始緩慢地步行。
日本神奈川大學科學家在研究中發現,水熊蟲能身處6億帕斯卡的壓強下而安然無恙,這一壓力為大氣壓的6000倍,是絕大多數生物、包括細菌所能承受的壓力極限的兩倍。
有研究報告指出,把收藏在博物館的存在達120年的苔蘚類標本添加水分後,其中的水熊蟲又恢復活動狀態。
超強待機:水熊蟲這種生物的生命力比蟑螂還強,科學家曾經在鹽礦中發現已冬眠了數百年的水熊蟲,給予水分和營養後,能夠醒過來並繼續正常的生理活動。
作者:zhen-liang
鏈接:微生物水熊是什麼?能否詳解!? - zhen-liang 的回答
來源:知乎

你懂得!這玩意兒能在宇宙中漂泊,就不怕他找到合適環境泛濫成災。現有的除菌技術你是別想了,一般的細菌都不能100%除掉,更何況這傢伙?除了水熊之外,地球上像他一樣屌還有一大票!

正如最高票的劉博洋 的回答中說的:(國際空間站的LiFE實驗,微生物在強輻射環境下18個月後仍有存活)

一般來說,對於木星探測器而言,在設計之初,就對如何應對木星周圍的強大輻射場有相當細緻的防範措施。在「朱諾」號木星探測器上,為了保護該軌道飛行器的敏感電子元件,美國宇航局還使用鈦金屬,設計製作了一個重400磅的抗輻射拱頂。這樣能使輻射大大降低!

可以想像,一旦將來玩脫了,有探測器不小心掉在木衛二上面,並且隨著木衛二的地質活動被帶到了地下海洋,那麼若干年後的某天,當人類在外星球上找到的生命跡象,就很有可能是從地球上帶來的,是否會導致認識上出現重大偏差,也是個未知數

因此從降低風險的角度看,木衛二還是先保留一片凈土吧.....

----0923更新----

NASA將在9月26日公布HST(哈勃望遠鏡)在木衛二的最新發現,我們拭目以待吧!


1、因為以前不知道會有地球微生物污染情況,所以70年代就干過這活了,之後環境科學研究成為主流科學研究,這些天文工作者終於知道了環境污染的重要性,於是90年代後在地球上徹底清除地球微生物。但是通過很多的照片觀察,火星表面是一片死寂的國度,只有深入地下才能觀察到有沒有生物存活。
2、火星的大氣成分及氣溫決定了地球普通的微生物難以存活,而且這個實驗了很多次。如果需要在火星可能存活的微生物不是在大洋火山口就是在南極冰層之下,這些也不可能通過正規渠道進入實驗室,況且能夠進入實驗室的微生物基本都被殺死了。
3、火星有很多隕石降落在南極地區甚至其它地區(其它地區因為風化原因不能保存千年,南極氣候決定了可以保存完好),共15000顆,通過其中一個3萬年不受地球污染的隕石研究,並通過與在火星的隕石比較,認為這是火星的微生物,而且和地球類似。既然類似了,又在無塵室製造的,漏出一兩個微生物是無關緊要的事情。
4、我們對木衛二的研究才剛剛開始,對裡面的地質研究及其他研究才剛剛起步,伽利略號以前是用來環繞木星軌道的,沒有登錄用的東西。當時的發射時是決定是用完就扔到木衛二或者其他的,恰巧在觀察中發現了木衛二的海洋,那時候沒有觀測木衛二的海洋里到底是什麼東西,墜落後是否在厚的地方還是薄的地方都不知道,而且沒有在無塵室製造,就算在無塵室製造,掉入木衛二鬼才知道裡面會發生什麼狀況,會不會造成木衛二的海洋元素和伽利略號起反應從而消滅裡面存在的微生物(也許是最後的),所以就這樣了。


xkcd曾經評出地球上最好(聽)的兩個工作:

1 盟軍最高司令。主要職責是保護地球。

2 NASA行星保護官。主要職責是保護外星球。


對於火星,我們想移民,所以就可以先污染再治理嘍。木衛二想研究(因為如果存在生命,肯定是和我們所知完全不同的一種),所以不能污染。就是工廠和實驗室的區別


說白了就是火星上基本確定沒有生命了。如果火星上生機盎然一大片,人類發射探測器真是要小心謹慎。然而事實是火星表面大氣稀薄,異常乾燥,紫外線強,到目前為止沒有發現存在生命的直接或間接證據。雖然探測器發現了水,但火星還是比地球上的沙漠乾燥得多,存在生命的可能性幾乎沒有,如果人類因為怕污染就不探測火星,實在是因噎廢食。而且人類以後是要建立火星基地的,如果地球上的微生物能在火星生存,說不定還是好事。而木衛二是個比較神秘的星球,表面冰封,探測難度大。同時也是太陽系除地球外存在生命的最後希望,因此人類格外愛惜這個星球,技術不成熟不會輕易探測。


科學家口中的宜居跟你想的天差地別


不論人類會不會搬家到木衛二,目前人類並不確定Europa完全沒有生命。而污染/破壞Europa的生態平衡可能導致在人類真正找到這些生命之前就滅絕了可能存在的生命。就像發生在地球上的一模一樣。


想想多少年以後,木衛的生命來地球認祖。也是挺恐怖的一件事。。。


以後不光異地戀…還要異星球戀…心累


宇宙中應該不是只有碳基生物的存在


火星不論有沒有生命,人類都極有可能在未來登陸佔領它,所以不在乎.木衛二,一時半會兒住不上去,但是科研價值還是有的,如果能在一個太陽系找到兩個有生命的星球,那就能證明,生命是普遍現象.


木衛二存在大量液態水


我怎麼好像在哪看過一篇英文文章,上面就著重討論過這個問題?我覺得發射探測器和污染不能劃等號。


木衛可是未來理想的移民地


會不會地球的生物也是給幾千億年前給其他外星生物留下的


土衛六比火星更可能有生命,惠更斯號還登陸了呢。必須探測就只能付出代價,但應避免無謂的污染。一個報廢探測器不知何時落在哪個衛星上,實在不值。


或許是有的環境也會誕生出生命。


木衛二星人用力場觸角輕輕撥開了伽里略號。

【人類,還是太嫩。】


哈哈哈 我想應該是人類不怕地球微生物。更怕未知的外星微生物。


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