生命線索就在隔壁？NASA在太陽系內的追尋清單

2024 年 7 月，NASA毅力號火星車拍攝了這張合成自拍照。火星車左側、畫面中央附近有一塊綽號「契亞瓦瀑布」（Cheyava Falls）的箭頭形岩石。岩石上的一些特徵，可能與火星遠古是否曾存在微生物生命有關。NASA/JPL-CALTECH/MSSS

2024 年 7 月，毅力號火星車在耶澤羅隕石坑（Jezero Crater）拍攝了這塊名為「契亞瓦瀑布」（Cheyava Falls）的岩石。科學家對岩石上形狀不規則的「豹紋斑點」特別感興趣，這些斑點可能暗示數十億年前，岩石內的化學反應曾有助於微生物生存。NASA/JPL-CALTECH/MSSS

什麼是潛在生物特徵？

值得注意的是，「潛在生物特徵」的定義其實很模糊。地質過程也能產生複雜結構，例如晶體或高分子，因此要分辨生命跡象與非生命過程非常困難。

愛丁堡大學行星古生物學小組（Planetary Paleobiology Group）負責人、天文生物學家肖恩．麥克馬洪（Sean McMahon）指出：「如果你問──非生物化學能有多複雜？答案就是生物化學，因為生物化學本身就是從非生物化學發展而來。」

地球上確實存在一些難以明確劃分為生物或非生物類別的結構。法國分子生物物理中心（Center for Molecular Biophysics）前外星生物學組（Exobiology Group）主任、榮譽研究主任弗朗西絲．韋斯特爾（Frances Westall）表示，她花了近 20 年才確認澳洲一種距今約 34.5 億年的「化能無機營養生物」（chemolithotroph）的生物起源。她的團隊在去年9月發表的研究指出，這類微生物可能是常見的外星生命形式，但「極難被偵測與辨識」。

韋斯特爾說：「我必須等到有適合的儀器，能測量這些微小結構及偵測極少量的碳元素。過程很漫長，但最終我們獲得了真正想要的關鍵證據。」

抽象或意料之外的生命形式，以及新型地質過程的存在，都可能讓我們難以建立生物特徵的標準。

麥克馬洪說：「我們尋找的，是超越環境背景的訊號，但大多時候，我們根本不了解這個背景裡包含了什麼。」這也說明了，為何在地球和外太空尋找潛在生命跡象的過程，總是充滿不確定性。

維京號的實驗

1976 年夏天，NASA的維京號（Viking）登陸器首次在火星表面成功著陸，成為首批在火星運作的機器人。登陸器搭載了「標記釋放實驗」（Labeled Release experiment），將火星土壤樣本與水和養分混合，以偵測生物活動。

實驗透過測量樣本釋放的氣體，尋找可能來自火星微生物的新陳代謝跡象。驚人的是，實驗的氣體結果與科學家預期若有生命存在應有的反應一致，也符合先前地球土壤中微生物的測試結果。

NASA的維京號計畫在歷史上具有重要地位，因為它是美國首次成功在火星表面著陸的任務。上圖為維京號著陸器模型，攝於NASA噴射推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）。NASA/JPL-CALTECH/UNIVERSITY OF ARIZONA

雖然結果令人振奮，但後續實驗並未能穩定重複呈現相同的結果。此外，隨著科學家對火星土壤化學的深入了解，他們發現火星上一些常見的非生物化合物，也有可能釋放出維京號偵測到的神秘氣體。

目前普遍認為這些結果最多只算是「不確定」，而且科學家已提出多種可能的非生物解釋。無論如何，這整個事件引發了長達數十年的爭論：這次任務究竟是否真的發現了外星生命？

麥克馬洪說：「我們仍然無法完全理解當時發生了什麼，仔細想想這點還蠻令人震驚的。這個實驗本身存在缺陷，可能同時出現偽陽性與偽陰性的結果。」

韋斯特爾認為，維京號的謎團很可能可以非生物因素解釋，例如火星土壤中存在的活性化合物，可能釋放出觀測到的氣體。但她也補充說：「我們仍可能會有意外的發現。」

「很難百分之百肯定或否定，」她說：「我覺得這項分析很有趣，但我們的資料根本不足，無法斷定這就是現存生命痕跡的證據。」

火星隕石

快轉20年：1996 年，美國總統比爾．柯林頓（Bill Clinton）宣布「可能在火星上發現生命」，原因是科學家在一塊墜落於南極的火星隕石「艾倫丘陵 84001」（Allan Hills 84001）中，發現了奇特的結構。雖然研究人員最初推測這些結構可能是「過去火星生物的化石遺骸」，但現在的科學家普遍認為，這其實可以用非生物的地球化學過程來解釋。

艾倫丘陵隕石的故事常被視為「過早下結論」的警示案例，但同時也激發了大眾的好奇心，並促進了學術界對尋找外星生命的投入。

韋斯特爾說：「即便他們的解讀是錯的，這項研究確實推動了天體生物學的發展。30年過去，我們已經比當年發表論文時知道得更多。」

大氣生物標記

除了在其他天體表面尋找生命跡象外，科學家們也開始觀察遙遠行星的大氣，試圖從其中的化學成分尋找可能的生物活動痕跡。

2021 年，一個研究團隊報告在金星大氣中探測到磷化氫，這種化合物既可能由生物產生，也可能由非生物過程形成。去年稍早，另一個團隊又在距地球約 124 光年的系外行星 K2-18b 大氣中，發現了潛在的生物標記。這兩項發現都引發了激烈討論，也促使科學家研究各種可能的非生物解釋。隨著我們對外星大氣的探索愈加深入，類似的爭議很可能會持續出現。

「我們對系外行星大氣的化學了解才剛起步，」麥克馬洪說：「要找到生命，首先是觀察到一些無法解釋的現象，接下來的真正工作，就是像科學偵探一樣，逐一推敲排查所有可能的解釋。」

基於這個背景，毅力號最新發現的氧化還原反應令人振奮，但這僅是新故事的開始，而非結局。最終計畫是派遣另一艘太空船前往火星，回收毅力號的樣本，並帶回地球進行全面分析。這項樣本返回任務有可能揭露毅力號是否已經發現了外星生命，不過，由於目前美國政府削減NASA的預算，讓這項計畫面臨風險。

或許有一天，我們能清楚辨識出真正的外星生物標記，最終揭開「宇宙中我們是否孤單」的重大謎團。但要達成這個目標，可能需要極大的耐心與投入。

「若真的發現外星生命，那將是非常、非常令人振奮的事，」韋斯特爾說：「不過我想，這大概就像大海撈針一樣困難。」

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