地球上最早的细菌出现在大约35亿年前。从那时起,它们就一直在往太空跑。
不是主动的。地球高层大气里悬浮着大量微米级的尘粒,每一颗都小到可以塞进一个细菌。这些尘粒被大气湍流托举到150公里高度,偶尔被飞掠的宇宙尘埃撞一下,就能获得每秒14公里的速度。地球的逃逸速度是每秒11.2公里,所以被撞到的尘粒直接飞出了地球引力圈,头也不回。
这个过程每秒钟发生大约500亿亿次。35亿年来,从未间断。
格鲁吉亚第比利斯自由大学的天体物理学家 Zaza Osmanov 最近在《国际天体生物学杂志》上发表了一篇论文,专门计算这些携带细菌的尘粒飞到木卫二的概率。木卫二是木星的一颗卫星,表面覆盖着一层厚厚的冰壳,冰壳下面是一片液态海洋,体积可能比地球上所有海洋加起来还大。如果太阳系里还有第二个地方能孕育生命,木卫二排在候选名单最前面。
Osmanov 想知道的是:地球的细菌有没有可能已经到了那儿?
尘粒离开地球后,有三股力在推拉它:太阳光的辐射压力往外推,木星的引力往里拽,行星际空间的稀薄介质产生微弱阻力。Osmanov 列出运动方程,解出来的结果是,尘粒到达木星附近时速度约为每秒20公里。
速度太快,硬着陆会把细菌烧死。Osmanov 算了一下尘粒撞击木卫二表面时的热效应,发现只有以极低角度(相对于冰面仅1度)擦着掠入的尘粒,细菌才能活下来。这个条件很苛刻,大约每一千颗尘粒里只有三颗能幸存。
但别忘了基数有多大。Osmanov 用几何关系算出,从地球出发的尘粒中,能进入木星引力范围并最终落到木卫二表面的,每秒大约3亿颗。在木卫二冰层存在的3000万到8000万年间,这些尘粒累积下来的总量在3×10²³到8×10²³颗之间。这个数量级有个更直观的名字:差不多一摩尔,和一汤匙水里的水分子数量相当。
落在冰面上还不够。细菌暴露在木卫二表面的辐射环境里,大约一万年就会彻底失活。它们必须在这之前钻进冰壳,抵达下面的海洋。
木卫二的冰壳并不是铁板一块。木星的巨大潮汐力不断揉搓这颗卫星,产生的摩擦热让冰壳反复开裂。科学家估计,木卫二20%到40%的冰层经历过这种破裂。模拟计算显示,裂缝区域的冰大约一千年就能融穿,形成通往海洋的通道,更大的融穿区域宽达几十公里,形成周期约一万年,恰好卡在细菌失活的时间窗口内。
换句话说,只要细菌落在正在开裂的冰面上,它就有机会顺着融水一路下沉,抵达那片从未见过阳光的海洋。
Osmanov 在论文里很克制,他没有说木卫二的海洋里一定有生命。他说的是:如果那里的生化条件与地球生命兼容,那么从数量上看,地球细菌抵达木卫二海洋的概率高到不能忽略。至于兼容不兼容,需要新的研究来回答。
这不是纯粹的纸上谈兵。在他早前发表于《国际天文学与天体物理学杂志》的另一篇论文中,Osmanov 还算过一个更大胆的数字:50亿年里,一颗行星弹射出的尘粒能在星际介质中飘出几百秒差距(1秒差距约3.26光年),抵达大约10万个恒星系统,其中约一千个可能接收到足够多的生命载体。地球往外撒种子这件事,木卫二可能只是离我们最近的一个落点。
这个假说有个名字,叫“泛种论”,panspermia。过去几十年里,科学家一直在讨论彗星和小行星有没有把生命带到地球上来。Osmanov 做的事情是把箭头反过来:不是别人给地球送快递,是地球一直在往外发快递,只不过发件人自己不知道。
我们也许很快就能拆开这个包裹看一眼。欧洲空间局提出了一项核动力木卫二着陆器方案,其熔冰探针原型已在南极冰盖上进行过野外测试,设计目标是在300天内穿透木卫二约30公里厚的冰壳。如果一切顺利,这将是人类第一次直接接触木卫二的海洋。
35亿年前从地球出发的细菌,有没有可能正在那片黑暗的水里等着?
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图为AI 生成配图,图源:AI 生成/gpt-image-2
信源:Osmanov, Zaza. "Could Earth have sent life to Jupiter's moon Europa?." phys.org, 16 June 2026
