寻找外星生命的关键可能就藏在地球的海洋

木星的第四大卫星──木卫二欧罗巴（Europa）在其冰冷外壳下方约65至160公里深处，拥有遍布全球的海洋。 NASA/JPL-CALTECH/SETI INSTITUTE

名为冰下探勘漂浮探测车的水下探测车，如今正在南极洲进行测试，寻找冰层下方的生命。 未来有一天，这台机器潜航器可能会在像是木卫二和土卫二的卫星上，探索被冰层覆盖的海洋。 这张影像是在2015年拍摄，由NASA喷射推进实验室工程师所开发的冰下探勘漂浮探测车，正置身阿拉斯加巴罗（Barrow）附近的北极湖泊之中。 PHOTOGRAPH BY NASA-JPL

美国航天总署天文生物学家凯文. 汉德的新书《外星海洋：在太空深处寻找生命》（暂译，原文书名为Alien Oceans： The Search for Life in the Depths of Space）于2020年4月7日发行（美国地区）。 PRINCETON UNIVERSITY PRESS

（神秘的地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：NADIA DRAKE 编译：邱彦纶）：美国航天总署（NASA）天文生物学家凯文. 汉德（Kevin Hand）在出版的新书中表示：寻找外星人的第一步，应该是探索我们自己星球的海洋深处。

去年秋天，我和太空生物学家凯文. 汉德（Kevin Hand）一起在挪威的破冰船哈康王子号（Kronprins Haakon）上待了一个月，在格陵兰东北海岸外不远处的冰冻海洋中破冰前行。 原本流动的海洋成了一大块闪闪发亮的冰，让我们仿佛置身外星球。

这样奇特的环境正适合这次的探险，这趟行程的目标是寻找在海洋深处，是否有类似在其他星球上的生物的生命迹象。 这些星球包括外太阳系的冰冻卫星，科学家认为其中的部分卫星──尤其是木卫二欧罗巴、土卫六泰坦（Titan）和土卫二恩克拉多斯（Enceladus），是寻找地球外生命的最佳地点。

美国航天总署（NASA）计划在2020年代中期，向木星其中一颗大型卫星木卫二发射宇宙飞船，以寻找生命的迹象。 此外，他们还计划要在土卫六上着陆。 科学家希望未来能够设计出登陆木卫二的太空任务，可以穿透表面的冰层，利用自动潜艇探索海洋深处。

汉德是NASA喷射推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）海洋星球实验室的负责人，也是国家地理新兴探险家，他的职业生涯致力于研究这些充满水的卫星，以及进行探索所需的技术。 他在最近出版的《外星海洋：在太空深处寻找生命》（暂译，原文书名为Alien Oceans： The Search for Life in the Depths of Space）一书中，描述了为什么在探索地球外的海洋时，研究地球本身的海洋是相当关键的环节。 汉德与国家地理谈到了两者之间的连结，以及为什么这些前往太阳系冰冻角落的太空任务有失败的可能性。

（这场访谈经过编辑以求简洁清晰。 )

第一个问题：在地球之外有其他生命存在吗？

这是第一个问题？ 好吧，如果我们在地球以外的星球上找到生命起源所需的条件，那么──是的，我认为在地球以外还有生物，而且我们是生活在充满生命的宇宙之中。

为什么您会认为外星球的海洋是寻找外星生命的最佳地点呢？

如果我们从地球上的生物学到了什么，那就是通常在有液态水的地方，就会有生命存在。 这些地球外的海洋可能蕴藏着大量的液态水，因此对搜寻生命来说──现存生命，而不是生物灭绝后留下的化石──是非常吸引人的绝佳地点。

我想了解的是生命的基础生物化学原理。 是否有属于生命的周期表呢？ 除了所有地球生命共同拥有的DNA、RNA和典型蛋白质之外，有没有另一种不同的生物化学存在呢？ 我们得要找到生化功能大多完好无损的生命，才能回答这些关于生物运作原理的基本问题，这就是为什么海洋星球如此吸引人。

这和在火星上寻找生命有什么不同之处呢？

火星是搜寻找生命迹象的绝佳地点。 但是在火星上，我们大部分的时间都在寻找古老的生物遗迹。 好奇号（Curiosity）探测车可能会在盖尔陨石坑（Gale Crater）发现由微生物化石形成的叠层石（stromatolite），这当然会相当惊人，但我们无法从这块岩石中萃取出任何DNA或大型生物分子。 这些大型生物分子无法长期在岩石中保存，会迅速衰变而无法形成化石，这就是为什么我们无法取得像是恐龙这类古生物的DNA。 因此虽然这样的发现有重大的意义，但也会让我们有更多的疑惑。

在寻找地球以外的生物时，您是否有个最中意的目标呢？

这就像要父母选择最喜欢哪个孩子一样！ 但总之，我会很乐意继续在木卫二进行搜索，我们目前正在计划一项名为木卫二快艇号（Europa Clipper）的任务，这艘探测器将飞越木卫二约45次。 这项任务还可能为另一个将在未来不久实行的登陆任务奠定基础。

为什么木卫二是搜寻外星生命的理想地点呢？

首先，我们有充分理由相信木卫二的海洋已经存在很长一段时间了──基本上可能和太阳系的历史一样久远。 这点相当重要。 有一片稳定且长期存在的海洋，不论对生命起源还是任何长久存在于该片海洋的生命而言，可能都至关重要。

其次，我们有充分的证据和模型，显示木卫二的海洋遍布全球，而且可能有岩石海床。 这样的岩石海床可能还有深海热泉，会喷发出微生物喜欢吃的液体和气体。 我们也知道，木卫二的冰冻地壳中含有帮助喂养下方海洋生物的化合物。

您在新书中提到，探索地球海洋或是外星海洋的技术是彼此关联、密不可分的。 可以和我们聊聊，您现在正在进行什么样的地球海洋探索计划呢？

我会介绍两个重点。 其中一个是由喷射推进实验室（JPL）开发的冰下探勘漂浮探测车（Buoyant Rover for Under Ice Exploration），这辆探测车主要是用来研究冰水界面处的化学和生物学特性。

第二艘探测器是我们的奥菲斯号（Orpheus），这是JPL和伍兹霍尔海洋学研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）之间的合作计划。 奥菲斯号是一艘小型潜航器，最终会向下潜到地球海洋的最深处──马里亚纳海沟（Mariana Trench）、新不列颠海沟（New Britain trench）、波多黎各海沟（Puerto Rico trench），我们先前很少对这些地点进行勘探。

漂浮探测车和奥菲斯号的部分目标，就是要利用我们在太空领域所学到的大量经验，让机器人系统变得更小、更轻、功率更低、具有自动化功能，并且能在现场进行科学实验。 这些都是太空探索任务的特性，我们正尝试利用其中的部分特性来推动地球海洋的探索计划。

要怎么做才能让类似的机械探测器进入位在外太阳系的海洋呢？

重点就在这了：这些技术都不需要挥动魔杖才能实现。 我们不必打破物理定律，也不必想出一些疯狂的新发明。 也就是说，这些都是技术上极具挑战性和复杂的任务概念。 理论上来说，我们可以穿越冰层，直接进入海洋。 不需要像是曲速引擎这样的东西，或是其他神奇的新玩意。

关键是我们必须让一个专门的计划维持，也就是让我们在接下来的几十年内能抵达那儿的计划。

现在，在我们探索外星海洋之前，我们得要在地球的海洋中开发和测试各种新技术。 这种做法的其中一项优点是在开发外星探索所需的工具时，也能在地球上进行探勘、带来崭新发现，可以说是个双赢的局面。

您在新书中提道：「当尝试新事物并开拓新领域时，就有失败的可能性。 」您觉得要如何说服太空机构支持这些极具风险的任务呢？

无论是在地球上或是外星球进行探勘，都得要权衡多种不同的风险。 其中一种是科学风险──成功完成预定科学目标的可能性有多高？ 还有成本风险──预算超支的风险是什么？ 以及能不能实际建造出探索该区域，并进行测量的机器人或仪器的技术风险。

如果你尝试研究的是与文明层次相关的科学——这种研究值得投资大量心力，因为它的目标是回答人类最古老、最深切的问题，例如我们想知道宇宙中我们究竟是不是孤独的──那我想这个问题的的价值绝对值得我们承担一些风险。 但往好的一方面想，如果我们成功了，我们所知的宇宙很有可能会因此大幅改变。 我们可能会引发一场对理解生物科学的革命。