在一块古老的岩石上发现新生命

本文最初发表于我们 2023 年 3 月/4 月刊。 点击此处订阅阅读更多类似文章。

1995年，NASA资金紧张，而对地外生命的探索似乎也岌岌可危。

多年的大幅削减使得航天局的五年预算计划减少了30%以上。对天体生物学（研究宇宙中生命的起源、演化和分布）的兴趣已经低迷了几十年。1976年，先驱者着陆器在火星上进行的生命探测实验一无所获，之后NASA削减了火星任务。国会在1993年取消了NASA的搜寻地外文明计划，该计划运营不到一年。1995年，克林顿政府要求在千禧年到来之前，NASA的拨款再削减50多亿美元。

“然后，一个叫做ALH84001的奇迹发生了，”当时担任NASA空间科学副署长的Wesley Huntress说道，“这激发了公众对我们所做事情的兴趣。”

ALH84001是一块土豆大小、距今40亿年、呈灰绿色的火星岩石，大约在13000年前坠落到地球。1984年，研究人员在南极洲的阿兰山脉进行陨石搜寻时发现了它，并将其带到约翰逊航天中心（JSC）的陨石处理实验室。近十年后的1993年，人们才发现了这块岩石的火星起源。

ALH84001并非普通的火星陨石。它含有碳酸盐矿物——而在地球上，这种矿物可能由生命形成——JSC的研究人员认为，这些矿物是在宜居温度下形成的。在电子显微镜下，碳酸盐中的微小结构看起来像是地球上热泉矿床中包裹着纳米细菌的图像。这些碳酸盐本身不足以证明任何事，但它们暗示ALH84001可能不仅仅是一块普通的太空岩石。因此，在1994年，一个由JSC牵头的小组悄悄开始更仔细地研究这颗陨石。

复苏的搜寻

两年后的1996年8月7日，NASA宣布JSC的研究人员认为ALH84001含有来自火星的古代微生物生命的痕迹。

搜寻生命的任务突然重启。同一天，比尔·克林顿总统在电视上承诺，NASA将“全力投入智力和技术力量，搜寻火星上生命的进一步证据”。几天后，《纽约时报》科学版头条写着“火星岩石之后，地外生物的搜寻再度复苏”。到9月份，NASA的艾姆斯研究中心汇集了近100名天文学家、地球科学家和生物学家，召开了有史以来第一次天体生物学科学会议。天体生物学是空间生物学的继承者，它更广泛地涵盖了对宇宙中生命搜寻的研究。12月，副总统阿尔·戈尔会见了顶尖学者，讨论发现外星生命证据的意义，并为NASA未来的火星探索制定方向。

佛罗里达大学的天体生物学家Jamie Foster一直在关注这些事件的发展。1996年，Foster还是夏威夷大学的一名年轻博士生，她一直梦想为NASA工作，但当ALH84001成为新闻头条时，她却在一家动物学实验室工作。

“我记得当时克林顿总统在电视上谈论这块岩石——你知道，谈论其激动人心的潜力：这颗陨石上是否发现了火星生命？”Foster说，“现在我们知道，这一点非常有争议……但它确实促成了资金的划拨。”

拥抱天体生物学

很早，这颗陨石的经济影响就显而易见了。Huntress回忆说，在ALH84001登上头条新闻后不久，他接到了时任白宫管理和预算局空间项目分支主管Steve Isakowitz的电话。Isakowitz想知道NASA如何利用这一发现。Huntress说：“总统的管理和预算局来问：‘你们打算如何处理这块火星岩石？’我们早有准备，有一个名为‘起源’的计划。”

“起源”计划自1994年以来一直在开发中。其理念是将NASA的众多空间科学任务统一在一个宏大的主题之下：理解宇宙中生命的起源、分布和未来。Huntress说，在ALH84001之前，“起源”计划“只是一个计划”。但在Isakowitz和Huntress的反复沟通后，它变得更加重要。

总统1998财年的NASA预算提案要求在1998年至2000年间比1996年的提案增加15亿美元的空间科学资金。到2000年为止，对NASA整体预算进行额外、大幅、数十亿美元削减的计划被取消了；NASA的预算仍会略有缩减，但空间科学，尤其是天体生物学，将迎来复兴。

该预算引用ALH84001中发现的潜在生物信号作为新资金的动机，并允许为生命搜寻提供资金。它资助了新的系外行星搜寻任务，包括后来更名为詹姆斯·韦伯空间望远镜的下一代空间望远镜——该望远镜于2021年12月发射。它还专门拨出了资金用于开发太阳系探索技术的新项目，并增加了对火星勘测者计划的资助，目标是有一天能从火星带回样本——这项任务今天由毅力号火星车执行。

“起源”计划还资助了一个新的天体生物学项目，该项目成为了由艾姆斯领导的NASA天体生物学研究所（NAI）。随着天体生物学获得新的资金和日益增长的科学合法性，NASA以新的热情欢迎生物学家进入空间科学领域。

Foster就是这些生物学家之一。二十多年后，她是佛罗里达大学空间生命科学实验室的教授，研究早期地球上常见的微生物生态系统的现代类似物，以及太空飞行如何影响动物及其微生物群。

对她而言，天体生物学资金、机构支持和兴趣的突然增长，使她能够追求一项在几年前几乎不可能实现的职业。“这颗陨石打开了从未存在过的大门，”她说。

1990年代中期，ALH84001并非推动NASA拥抱天体生物学的唯一因素。“这是许多事情在同一时间汇聚，为宇宙生命研究创造了一个完美风暴，”Lynn Harper说道，她曾于1995年至2003年担任艾姆斯的天体生物学联合负责人。“单凭阿兰山脉的陨石并不能确保（NAI的）资金，”她说，“它确实在其中发挥了作用，但还不够。”

Harper认为，一项名为“零基审查”（Zero Base Review）的激进内部审计对NASA天体生物学的发展更为重要。零基审查于1995年启动，旨在应对NASA预算的大幅缩减，以消除或重组效率低下的项目。航天局需要精简，而长期以来拥有独特跨学科研究人员的艾姆斯——他们的空间生物学家备受尊敬——的科学项目却面临被削减的危险。

与喷气推进实验室等NASA中心不同，后者在行星科学领域处于领先地位，艾姆斯的各种研究人员，研究领域从行星大气到极端环境下的生命，使得他们在NASA的职位难以确定。但艾姆斯领导层知道，他们的空间生物学研究热点是值得保留的。因此，他们没有像被要求的那样提交“关闭业务”计划，而是争辩说该中心确实服务于多重目的，包括搜寻宇宙中的生命和理解生命是如何起源的。他们的论点奏效了，艾姆斯也因此成为NASA天体生物学的主要中心。

ALH84001并非1990年代重新激发人们对生命搜寻兴趣的唯一发现。哈勃望远镜自1990年起开始传回令人惊叹的宇宙图像。第一个系外行星在1992年被发现，而伽利略探测器自1996年起对木卫二的飞掠暗示着这颗冰封的卫星可能蕴藏着海洋。在资助“起源”计划的预算申请中，ALH84001与其中一些发现并列提及。

如今，科学界大多认为ALH84001中所谓的生物信号并不那么令人信服。即使在1996年，研究人员也对这些发现表示怀疑。“火星岩石”是历史上最伟大的科学发现之一，却从未真正发生。尽管如此，这块岩石重新激发了NASA对生命的搜寻，至今仍在继续。