W虽然一些科学家通过在火星上登陆漫游者、向太空发射望远镜、用巨大的无线电天线扫描天空来寻找地外生命，但地质生物学家约瑟夫·基尔施文克认为，第一个能说明外星生命迹象的证据可能就在美国国家航空航天局约翰逊航天中心的架子上，裹在一块碰巧掉到地球上的火星岩石里。
在加州理工学院基尔施文克办公室的墙上挂着一张陨石的黑白照片。放射性年代测定显示，这块岩石形成于40亿年前，当时火星还比较温暖潮湿。大约在1600万年前，一颗陨石撞击火星，将火星表面的碎片炸向太空，之后它被推到了地球上。
最终这块石头落在了南极洲的冰帽上，在一个叫艾伦山的地区，陨石猎人在1984年发现了它。科学家根据其发现的日期和地点将其命名为ALH84001。他们通过分析岩石孔隙中的气体来追踪火星起源。这些气体与上世纪70年代登陆火星的两艘维京号宇宙飞船测量到的大气化学成分相吻合。
更重要的是，ALH84001似乎包含了生命的迹象，这表明火星上不仅曾经有生命存在，而且生命可能是穿越太空来到地球的。事实上，Kirshvink认为生命很可能在我们的太阳系中只出现过一次，而不是在地球上。“我认为40亿年前火星上就有细菌，”他说。
这将使我们——以及地球上的所有生物——成为来自火星的太空微生物的后代。
对克里斯·麦凯来说，这将是一件令人失望的事情。“我的工作是在其他星球上寻找生命，”加利福尼亚州山景城NASA艾姆斯研究中心的行星科学家麦凯说。“不仅仅是为了生命，也是为了我所谓的第二次创世纪。”
麦凯告诉我，是一个重要的。如果我们发现其他地方有生命的东西在我们的太阳系，例如，他们变成有类似我们自己的，与DNA，和熟悉的蛋白质生物化学，说，那么我们仍然没有办法评估是否生活在宇宙是罕见或常见的。火星可能会受到生活的感染，反之亦然。在任何一种情况下，火星和地球都可能是侥幸，在其他无菌宇宙中的特殊情况。
相反，如果我们找到一个真正的第二个创世纪，它将是一个多产宇宙的证据，在那里生命是正常的。“一个[创世记]和两个[创世记]之间的差异是天文数字，”麦凯说。
T这里有四条独立的证据线表明ALH84001含有生命迹象。最上镜的是嵌在岩石中的微小管状物，类似于地球上发现的细菌细胞化石。科学家们还发现了矿藏的痕迹，这些矿藏通常是生物活动的副产品，以及通常由陆地微生物产生的有机化学物小球。让Kirschvink最兴奋的是第四条证据，即陨石中含有被称为磁小体的微小磁性晶体，某些类型的细菌利用磁小体来感应地球磁场。
这些观察结果促使NASA在1996年在一个巨大的新闻发布会上举办了一项终身索赔，并在杂志上发表的文件科学．克林顿总统称赞了这项研究。他说:“如果这一发现得到证实，它肯定会是科学迄今为止对我们的宇宙所揭示的最令人震惊的见解之一。”生物学家、地质学家、行星科学家和物理学家要求美国国家航空航天局(NASA)把岩石碎片发给他们，以便他们开始努力证实或驳斥这些说法。
多年来，大多数科学家们已经得出结论，证据不持有，至少没有稳固地证明在另一个星球上的生活存在如此非凡。许多实验表明，“化石细菌”，矿物沉积物和有机化学品都可以通过天然，非活生植物形成。
但是，直到今天，基尔施文克仍然坚持认为，磁铁矿的晶体很难解释为除了火星原生生命形式的遗迹之外的其他任何东西。他是1996年收到样本的科学家之一，他和一些同事发现样本中含有数十亿颗磁铁矿晶体。利用扫描电子显微镜——这些晶体通常只有十亿分之一米大小——他们发现27%的晶体与地球上细菌产生的晶体没有区别。
他们在2000年发表了他们的结果，Kirschvink说仍然没有合理的无机机制来解释磁小体。“最简单的解释吗?生物学。”
如果火星是母行星，那么地球就是滋养行星。
在他的办公室里，基尔施文克在电脑上调出了一些磁小体的图像;它们看起来像微小的珠子。他说，在地球上的细菌和火星陨石中发现的磁小体有两个独特的特点:形状和纯度。磁小体由磁铁矿的晶体组成，这是一种常见的磁性矿物。磁铁矿晶体的自然形态是八面体。但在细菌中，进化将它们塑造成细长的珠子，增强了它们的磁性，使它们成为更好的指南针。
与普通磁铁矿的晶体相比，磁小体中的晶体也特别纯净。“磁铁矿是一种垃圾袋矿物，”基尔施文克说。“它会吸收很多不同的污染物，但代价是失去了磁性。这些晶体是纯净的，”他说着，敲击着电脑屏幕上的图像。“我们从未在生物学之外看到过这些东西。”他说，在NASA研究人员1996年提出的四条证据中，只有磁小体没有被篡改。“即使关闭。很多人都尝试过，但我没有发现任何(非生物)物质可以制造出这些晶体——甚至没有一种晶体具有这些特性。”
即便如此，基尔希芬克的大多数同事并不认同他的观点。麦凯说，细菌中的磁小体总是形成长链，就像一串珍珠，而不是单个的晶体。“如果项链上有磁小体，那么所有人都会相信，而不仅仅是乔。如果乔在一块陨石上发现了它，我会说‘真的，它是这样的!’”发现一串磁小体是否能成为火星曾经存在生命的无可辩驳的证据?“绳子会的，”麦凯说。“单一晶体[不]。”
生物化学家Steven Benner和佛罗里达州盖恩斯维尔应用分子进化基金会的负责人同意McKay的评估，但他说KiSvink的想法没有被篡改。“乔的观点是少数，”他说。“这是一个有趣的假设。归根结底，我并不认为[陨石中]存在火星生命的说法已经被完全推翻。我认为乔是证明陨石中存在生物信号的最有力的例子。”
Kirschvink熟悉异议，并且知道他必须找到一个磁性主题链来说服他的科学家。他说，问题是，从火星陨石的硬岩石矩阵隔离磁性体，而不会消除你正在寻找的东西。唯一能够这种精密切割的仪器是一种称为离子铣床的东西，它将在陨石上射出原子的原子束，在磁性磁盘周围切割材料。这可能揭示到目前为止检测到的单个晶体是否实际上是延伸到岩石中的链条的部分。Kirschvink计划在日本的研究人员的帮助下通过这种方式解剖摇滚。
一个LH84001比地球上已知最早的生命还要古老。所以如果乔找到了他的珠子，就意味着火星上的生命可能比地球上的生命早。尽管火星现在又冷又干旱，大气层的厚度只有地球的百分之一，但40亿年前，它要暖和得多，也潮湿得多。美国国家航空航天局(NASA)的漫游者在火星表面发现了古老的湖泊和河床，这表明火星可能曾经有浅海，被厚得多的大气层覆盖。
虽然许多科学家认为液态水是生命最基本的成分，但地球可能曾经有过太多的水。“我们拥有的最有力的证据表明，早期的地球完全被海洋所覆盖，”Kirschvink说。他说，如果没有干燥的土地，生命的基本化学成分就很难形成。“原因很简单……如果你将两种氨基酸连接在一起形成蛋白质，你就必须去除水分。”如果氨基酸被浸泡在海洋中，这是不可能的。生命需要一些陆地——确切地说是滩头——来开始。古代地球可能没有陆地，但火星肯定有。
“所有这些都是有争议的，因为我们谈论的是40亿年前的世界，”基尔施文克说。“但很明显，火星有南部高地，看起来越来越像北极的海洋盆地。如果火山地形突出，有降雨、溪流和河流——如果生命设法在那里开始，它就会兴旺发达。”在克什芬克看来，这种情况很有可能发生，它有一些显著的暗示:生命在火星上起源后，可能通过陨石从火星传播到地球。这将使我们——以及地球上所有其他生物——成为来自火星的太空微生物的后代。根据科思芬克的说法，我们不会在其他世界上找到我们的第一个外星人——我们只需要照照镜子。“我真的认为我们是火星人，”他说。对于克什芬克来说，火星上的生命不太可能代表麦凯正在寻找的第二种生命形式。
虽然彗星或陨石的影响在地球上播种的观点是至少一个世纪的老年人，但它仍然是科学家之间的少数人观点，其中大多数人都没有准备接受地球生命的火星血统。Mars距离人或微生物的长途旅程超过3000万英里。但是从火星爆炸的岩石可以在六个月内到达地球，并且鉴于我们了解的细菌性耐用，岩石的生成货物可能已经到达屏蔽和活力。细菌孢子在国际空间站的外表面上存活了18个月，完全暴露于空间的真空和致命辐射。在最近的一个实验中，瑞士研究人员将细菌DNA的涂层涂抹在火箭的外部 - 即使在航天器通过地球大气层的火热再进入后，DNA也保持了活泼。
他们必须深入挖掘，但我认为我们有超过50%的机会找到第一个外星人。
如果火星上的细菌真的在数十亿年前降落在这里，它们会被释放到一个巨大的营养液中——地球的海洋——里面充满了溶解的二氧化碳、铁和磷。尽管生命在水世界中很难出现，但一旦生命在某些干燥的地方进化出来，它可能会在地球的海洋中茁壮成长。新来的火星人不会有任何竞争对手。“生命所需要的一切都将在海洋中准备好迎接生命的到来，”基尔施文克说。”然后:飞溅!火星上的一块陨石解体，释放出埋藏的细菌孢子。一个能繁殖的小虫可以以指数增长，所以第一个能到这里进行自我复制的小虫会取代它。”
火星怎么了?如果生命起源于火星，为什么火星没有变成另一个地球，没有自己丰富多样的动植物生态系统?为什么那些古老的火星河流和海洋消失了?火星似乎太小，无法无限期地维持生命。火星的质量只有地球的十分之一，重力还不到地球的一半，因此它无法维持大气层。生命所必需的气体慢慢地泄漏到太空中。没有了一层绝缘的空气，火星逐渐变成了今天这个寒冷的沙漠世界。
“如果火星是母行星，地球就会是养育它的行星，”基尔施文克说。在他的叙述中，生命的起源带有悲剧的成分。使火星成为理想的生命诞生地的条件之一——它的体积小，使它比地球从原始熔融状态冷却得更快，因此生命可以有一个更早的开始——也意味着生物不能在那里继续繁荣。“你可能需要一个特殊的太阳系，在那里类似火星的母行星可以感染它的邻居。也许这些母行星注定要死亡，而像地球这样的邻近行星会收养这些孩子。”
W在Kirschvink搜索ALH84001寻找地球上的磁小体链的同时，其他科学家正准备搜索火星表面。美国宇航局喷气推进实验室的科学家们已经制定了一项计划，将火星岩石样本带回地球。虽然这项任务目前没有时间表或资金，但麦凯说，如果火星上确实存在细菌，它们的化石残骸将在那里，等待被发现。“磁小体非常强健，”他说。“它们相当于细菌的骨骼。”
一些研究人员认为未来的任务可能会发现Mars上的磁性体和化石。在比利时，格伦蒂大学的生物化学家Gaetan Borgonie说，生活可能仍然在那里幸存下来，庇护地下。他说，这些有机体可能看起来像他在我们自己的地球深处地下生态系统中发现的那些，这几乎没有探索过。
从2008年底开始，Borgonie带领的团队发现了地球上居住最深的陆地生物——一种生活在南非金矿地下2英里的新蠕虫。研究人员将其命名为魔鬼线虫，在厌恶传说中的恶魔之后。虽然蠕虫只有大约一半的毫米长，但它比简单的细菌在那些深度存在于那些深度的简单细菌更大，更复杂。从地狱的蠕虫，正如一些新闻报道所谓的那样，喂食岩石中矿物质的细菌。
这一发现有助于指导科学家寻找外星人。地球上的大多数生命都很小、很愚蠢、很深，在火星上可能也是如此。“如果生命起源于那里，那些动物或植物已经有三四十亿年的进化时间，它们可能仍然存在。生活总有办法。总是这样,”Borgonie说。“如果美国国家航空航天局(NASA)或欧洲航天局(ESA)开始在火星上挖掘，他们将不得不挖得很深，但我认为我们有超过50%的可能性会有第一个外星人。”
他在头顶上挥挥手，追踪着一次冰喷发的轨迹。“就像免费的样品，拿一个!”
基尔施文克赞同这种观点。当我问他，从火星到火星，是否有生命存在于今天的母火星上时，他告诉我那肯定不在火星表面。“大气压力很低，水会沸腾。地球上大部分地区在大部分时间里都远低于冰点。但我们知道，一旦生命进化，它可以进入极端环境。地球上就是这样。这是深了;这是走高。它没有在这些环境中进化，但它进入了这些环境。很明显，如果生命在火星上开始，它可能会迁移到其他环境，并可能仍然维持存在。”
并不是每个人都同意。对于科罗拉多大学博尔德分校的行星地质学家史蒂夫·莫吉西斯(Steve Mojzsis)来说，火星上缺乏明显的生命迹象，证明了火星曾经存在生命的可能性不大。“地球上的生命占据着最干燥的沙漠，最冷的冰川，最高的山峰，最深的沉积物——它遍布整个星球;在我们的星球上有很多生物活动。火星?一点也没有。我们已经向火星发射了一支入侵飞船舰队——就像20世纪50年代太空恐怖电影的反面——但我们一无所获。”
解决方案可能需要更多的挖掘。麦凯正在推进一项任务，通过在火星北极附近的冻土上钻大约一米的洞来寻找火星地下生命。如果NASA批准该项目，“生命号”破冰船将于2018年发射。麦凯最初想往下钻10米，以穿透可能被强烈太阳辐射消毒的表层。但在航天器上安装一个超过30英尺长的钻井平台将超出该任务的预算。
另一种选择是把一个拆卸下来的钻头装到航天器上，然后再把它装回火星上，这也是不可行的，因为现有的机器人没有足够的灵巧度来完成这项任务。因此，麦凯和他的团队已经决定进行一个一米长的演习，在飞船着陆后，该演习将摆成直立的姿势。
McKay已经测试了南极洲的破冰寿命的一些组成部分，并显示了原型钻头可以在大约一个小时内穿透3英尺的冰冻地面。当完全运行时，破冰寿命将使用刷子在每2英寸的钻孔后收集样品，使它们传递给仪器，这些仪器将测试酶和其他生命迹象 - 甚至完整，生活微生物。
我在火星上发现了寿命，它与地球生命的关系将通过遗传分析确定。Kirschvink的假设有关火星作为母亲的行星将得到确认，或者Mckay将具有他的第二个创世纪。但即使在MARS上没有第二个创世界，即使是MARS的第二个Genesis，仍然是生活中的其他可能在其他地方出现在别的地方 - 科学家们发现了轨道的轨道偏僻的轨道之一，甚至在我们自己的太阳系中走出来。
麦凯在寻找生命的愿望清单上排在首位的是土卫二，一颗土星的卫星。它的海洋在数英里的冰层下晃动。但土卫二也有100多个间歇泉，这些间歇泉将冰喷射到数百英里外的太空。如果土卫二的海洋中存在生命，间歇泉可能含有生命存在的化学痕迹。在描述月球的羽流时，麦凯无法抑制他的热情:他在头顶挥舞双手，追踪一次冰喷发的轨迹。“就像免费的样品，拿一个!”he says.
麦凯已经与日本研究人员会面，讨论联合前往恩克拉多斯的计划。他希望美国宇航局和日本通过月球的间歇泉发射探测器，并部署相当于机械捕手手套的装置。手套上涂有一层粘性凝胶，可以收集间歇泉中的物质；宇宙飞船将把样品送回地球。同样的技术在2006年被用于从彗星的尾部捕获物质，因此没有任何新的工程障碍需要克服。由于土星距离我们的距离是火星的10倍多，因此土卫二和地球上生命的共同起源的可能性较小，这增加了麦凯的第二次起源可能在遥远海洋深处被发现的可能性。
如果火星、土卫二和我们太阳系的其他候选星球都是贫瘠的，我们现在知道还有很多其他星球可能适合生命生存。美国国家航空航天局(NASA)的开普勒太空望远镜已经记录了1000多颗围绕其他恒星运行的行星，天文学家现在估计，仅我们的银河系就可能有多达400亿颗类地行星。如果在其中任何一个星球上发现了生命，极端的距离几乎可以保证会有另一种生命形式出现。这么多宇宙地产荒芜的可能性有多大?正如苏格兰哲学家托马斯·卡莱尔(Thomas Carlyle)一个多世纪前所言:“如果没有人居住，那是多么浪费空间啊。”
蒂姆·福尔杰写科学和环境问题《国家地理》《发现》《科学美国人》和其他出版物。他还是年度选集的系列编辑，美国最好的科学和自然写作。
本文最初发表于2015年6月的《水》特刊。
