本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
最近在前往火星的途中发生了一件有趣的事情。
在 NASA 巨大的好奇号探测器于 2011 年 11 月 26 日成功发射并搭载其 火星科学实验室 仪器几天后，一条有些低调的 新闻 传出，承认严格的生物行星保护规则并没有像所有人预期的那样得到遵守。 这在实际意义上意味着，探测器的钻头在发射时的密封并没有完全按照所有人预期的消毒协议进行。 因此，地球来的外星入侵者前往火星的可能性增加。
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试图保持好奇号及其所有组件有效避免任何地球生物（微生物）污染的原因有两方面。 首先，您不希望到达火星后，开始嗅探有趣的有机化学物质，最终却检测到某人的鼻微生物群，或我们丰富且浓稠的生物体汤中的其他物质。 这真的会扰乱人们寻找火星生命（无论已灭绝还是现存）的能力。 第二个原因是，我们不想向前污染火星，将我们的外星生物群释放到一个可能是原始的或生态脆弱的世界。 甚至好奇号的着陆点也被选择为避开地表 3 英尺范围内的任何明显的水冰沉积物，以防止污染火星的水文系统。
好奇号钻头协议的轻微违规不太可能预示着火星即将到来的生物末日，但这确实引发了一些有趣的问题，包括人类是否已经污染了火星，以及大自然是否在数亿年前就已经抢先一步。
例如，考虑一下 海盗号着陆器 的案例。 1976 年，这两个大型固定实验室在降落伞和反向火箭的帮助下，在火星北半球的相对两侧着陆。 人们充分理解陆地生物污染是一个主要问题——尤其考虑到要进行的敏感生物实验——着陆器在发射前经过了消毒程序。 问题在于，在 1970 年代，我们对微生物世界的理解与今天不同。
在发射前对海盗号着陆器进行消毒的 协议 包括在约 230 华氏度（110 摄氏度）的干燥压力下将其在气动外壳内烘烤近 2 天。 但近四十年后，我们知道存在极端微生物，如果它们存在于海盗号硬件上，则有可能在这些条件下幸存下来，而毫不在意。 事实上，一种顽强的生物体，如被称为 菌株 121 的单细胞古菌，不仅能在 121 摄氏度（250 华氏度，典型的医用高压灭菌锅设置）的温度下存活，而且还能在这些条件下繁殖。 它的食物？ 嗯，菌株 121 以代谢氧化铁为生，产生磁铁矿作为副产品。 虽然我们可能不期望在 NASA 的洁净室中发现此类生物体，但问题还在于，1976 年被认为是洁净的，今天却并非如此。 超过 99% 的微生物不易培养（想想培养皿），只有借助我们最近创新的生物标志物检测技术和 宏基因组学，我们才有机会发现这些难以捉摸但又普遍存在的生命形式的存在。
因此，很有可能海盗号探测器携带了一些完整、有活力的微生物——尤其是极端微生物——从地球到达火星表面。 这并没有特别的争议，人们只需要阅读美国国家科学院 2006 年关于“防止火星向前污染”的报告，就可以清楚地看到，当时，航天器热消毒等工具尚未针对极端微生物生命进行测试。 那么，如果海盗号在不知不觉中携带了像菌株 121，或“细菌柯南”（臭名昭著的 耐辐射球菌）或喜冷和喜腐蚀性化学物质的生物，那会有多大的影响呢？ 我们不知道。 火星表面非常恶劣，即使对于身经百战的地球微生物来说也是如此，因此任何释放都可能仍然高度受限且寿命短暂。
但在我们沾沾自喜之前，还有另一条生物外星入侵的途径，它与我们无关，并且已经活跃了大约 40 亿年。 这被称为“撞击转移”，即行星表面在与小行星或彗星碰撞期间喷射物质，并在太空中传播，直到（有时）落入另一颗行星或卫星的引力井中。 事件链可能是这样的：一颗大型（公里级）小行星以倾斜角撞击地球大陆表面。 在撞击的瞬间，地球地壳的“剥落层”可以加速到逃逸速度，将一团乱七八糟的岩石颗粒和碎块从大气层中推入太空。 虽然这种物质经历了严重的重力加速度和温度波动，但 实验研究 表明，条件肯定允许顽强的微生物或微观搭便车者被带到高空。
接下来发生的事情是天体力学的一个引人入胜的结果。 撞击喷射物质的速度和轨迹范围导致了多种途径。 一些剥落物会迅速落回地球，一些会在数周和数月内落回，一些会进入轨道路径，将其带走数万年，然后也返回地球（这种途径可能会在地球家园发生灾难性破坏期间将陆地化学和生物物质放入“冷藏”）。 其他碎块走得更远，进入可以被认为是速度非常慢且效率非常低的轨道传送带。 其中一些物质可以穿越行星际空间，最终被扫入另一个世界或卫星的引力井中，包括火星，在那里它可以像雨点般落在行星表面。
这些撞击喷射物“转移”的模拟 表明，数十亿年来，碰撞将导致地球（以及其他固体天体）的碎片散布在整个太阳系中，甚至到达像木卫二或土卫六这样遥远的地方。 在这些情况下，“命中率”很低，大约每千万个地球喷射物碎片中可能只有一个能在一百万年内到达 木卫二或土卫六，更少的碎片会以更快的速度完成旅程。 对于地火转移，速率可能更高，在单次撞击事件中喷射出的每千块物质中，每百万年间隔内就有一块会到达火星。 因此，随着时间的推移，转移物质的通量（将所有撞击事件加在一起）可能非常显着。
虽然关于地球上层喷射碎片中携带的生物体的存活率（辐射损伤、温度和营养物质的可用性都是因素）仍在争论之中，但似乎毫无疑问，可行的生物体存在进行行星转移的机会，至少生化成分可以基本完好无损地完成旅程。
因此，我们很可能应该修改我们对行星污染的先入之见。 大自然可能已经在混合我们太阳系中的事物方面做得很好（太阳系的轨道结构似乎非常适合撞击喷射物的转移），问题或许不是地球生物污垢是否已被倾倒在像火星这样的地方，而更多的是最后一次发生的时间。
从更宏大的角度来看，我们面临着发现我们的生物学是否已经入侵了其他世界，或者我们是否是（例如）40 亿年前湿润温暖的火星生物学的结果，或者这两种情况是否都发生过的前景。 可能性似乎很大； 我们可能是外星人，我们也可能是星际杂种。