地球疫情暴發 逃到太空就真的安全了？

地球疫情暴發 逃到太空就真的安全了？

金 鳳

一些在地球上不會對人體產生危害的微生物，在太空中可能就會轉變為致病微生物，對太空人的安全造成威脅。

新冠病毒從3月初在全球開始暴發，根據世界衛生組織數據顯示，截至北京時間4月6日16時，全球新冠死亡病例達到67594例。隨著病毒的蔓延，有網友表示，現在世界上最安全的地方恐怕就剩下國際空間站了。在一般人看來，國際空間站似乎是一個遠離塵世的凈土，是人類處於太空中的一個「世外桃源」。

然而真的是這樣嗎？雖然在漫長的生物進化史上，人類在與天花、脊髓灰質炎、鼠疫、霍亂等疫病的交鋒中，總是佔據上風。但是有專家表示，在太空的微重力環境、宇宙射線輻射等因素加持下，病毒、細菌等微生物有更多的可乘之機，太空人「中招」的風險更大。

微生物在空間站曾劣跡斑斑

和地球上一樣，國際空間站上也有大量的微生物，美國國家航空航天局（NASA）在對空間站內的微生物進行分類時，發現了包括葡萄球菌、腸桿菌、芽孢桿菌和紅酵母等四大類微生物群落。科學家們指出，在辦公室、健身房和醫院等普通地球環境中也發現了類似的細菌，因此空間站與人類經常光顧的其他「人造環境」其實較為類似。

研究人員發現，在這些微生物中，主要存在的致病細菌包括葡萄球菌、鏈球菌和微球菌等，其中，表皮葡萄球菌和人型葡萄球菌可引起皮膚感染及內臟組織器官感染；而鏈球菌中的肺炎鏈球菌易使太空人患上肺炎；變型鏈球菌主要存在於人體牙斑中，是造成太空人牙齒疾病的主要致病菌。此外，部分微球菌會寄生於人體皮膚、咽部和眼睛，當太空人抵抗力下降時，會引發腦膜炎、敗血症、關節炎等。

1970年，NASA發射了阿波羅13號，太空人海斯在返回時已經患上了嚴重的尿路感染，後來發現病因是銅綠假單胞菌感染。另有研究顯示，1995年3月至1998年6月期間，某空間站發生了多次微生物感染太空人事件，有太空人患上了結膜炎、急性呼吸衰竭和口腔感染。2018年，NASA在對國際空間站帶回的腸桿菌樣本進行檢測後發現，它們與地球上的某些腸桿菌在基因組成上十分相近，而後者已被證實了對免疫力低下者具備極強的感染能力。

除了威脅太空人的身體健康外，微生物對空間站和宇宙飛船的結構材料也形成了破壞。「和平」號空間站結構材料被微生物腐蝕，形成了一個2毫米的凹陷；“聯盟”號飛船舷窗曾因黴菌的生長使能見度降低、光學性能下降。

「一項在空間站上對某艙段的材料微損傷早期癥狀進行的調查顯示，在30處發生材料微損傷的位置上，有超過一半是由微生物污染引起的。」航天神舟生物科技集團有限公司空間微生物實驗室主任徐侃彥表示。

平時人畜無害的病毒一上天就變臉

在人體的腸道、肺部、皮膚等組織部位存在大量的共生微生物，包括細菌、病毒和真菌等。這些共生微生物已經成為人體不可或缺的一部分，可以跟人和平相處。

而在遠離地球的空間站，微生物和太空人都面臨著全新的環境。「一些在地球上不會對人體產生危害的微生物，在太空中可能就會轉變為致病微生物，對太空人的安全造成威脅，嚴重時甚至會導致任務無法正常進行。」徐侃彥說，微生物在太空中會因為受到環境壓力而發生各種變化，空間輻射會導致微生物發生變異，空間微重力還會使微生物發生一些生理生化特性的改變，例如毒性、致病性和抗藥性會增加。

此外，在太空中，人體的免疫功能也會下降，這在非特異性和特異性免疫系統中都有所體現。在地面模擬失重效應的實驗以及太空中進行的實驗里，實驗動物的淋巴器官都出現了不同程度的萎縮，這是導致免疫力下降的重要因素之一。

東南大學醫學院免疫學教授王立新進一步解釋說：「免疫細胞在人體內就像一支流動的軍隊，它們在骨髓、胸腺、脾臟和600多個淋巴結之間通過血流和淋巴流移動，哪裏有病毒入侵，它們就衝到哪裏戰鬥。但是，在太空的微重力環境下，免疫細胞流動的微動力會發生變化，可能會影響免疫細胞的發育，對免疫細胞的移動和分佈也可能會產生影響。」

不過，在徐侃彥看來，太空中太空人會出現免疫力下降，原因是多方面的，除了微重力等空間環境因素造成的生物學效應之外，工作壓力大、生物鐘紊亂、睡眠質量下降、孤獨等主觀因素，都可能導致太空人免疫系統功能下降，從而導致其抵禦病原微生物侵襲的能力下降。「有一些病毒在人體內看似休眠，主要是因為受到免疫系統的壓制，而不是真正的失活，一旦在太空飛行期間人體的免疫力下降，它們就可能被喚醒。」

綜上所述，「太空人如果在太空感冒發燒，後果會比地面更嚴重，感冒的傳染性使密閉空間中的其他太空人更容易被傳染；人體的免疫力下降使感冒更難自愈；感冒病毒在空間站一旦發生變異，傳染性和毒性可能更強。」徐侃彥說。

想在太空作惡沒那麼容易

不過，縱使病毒花樣再多，人類也總有破解它們的招數。

「為了防止地球的病毒被帶上太空，航天器在建造、測試、運輸和發射前，要保持環境的絕對潔凈，必要時還要進行乾熱滅菌、輻射滅菌等微生物的消殺處理，以火星等可能存在地外生物的星球為目標的探測器，就是這樣進行微生物防護的。」徐侃彥說。

如果航天器的構件以及裏面的空氣、食物和水沒有受到污染，那麼剩下的感染源就是太空人了。徐侃彥介紹，為避免病毒被帶上太空，在太空人執行太空任務之前，還會對其進行醫學隔離和檢疫，確保他們不攜帶活性病毒升空。

即便微生物僥倖被帶進了太空，它們想生存下來，也需要逃過人類的各種圍追堵截。據資料顯示，國際空間站在軌期間，太空人會定期對艙內表面進行微生物檢測、清潔和消毒。航天器內的高效過濾膜會幫助清除艙內空氣中的微生物，而水系統中的微生物，主要通過在水中添加銀離子或碘離子清除。

在確保病毒不被帶上太空的同時，太空人結束太空任務返回地球後，一般也需要經過2—3周的醫學隔離。

「目前，太空中沒有發現獨立於宿主存在的病毒，所以不用太焦慮。不過，火星是地外星球中，最可能存在地外生物的，因此，未來的載人火星探測活動一定要注意保護太空人和地球不被地外生物污染。」徐侃彥說。

今年4月，國際空間站將面臨太空人輪換，NASA正採取嚴格措施防止新冠病毒進入空間站。4月9日，兩名俄羅斯太空人和一名美國太空人將飛赴國際空間站。這3名太空人在進入太空前要經歷特定的「健康穩定化」步驟，其中包括為期兩周的隔離期。NASA已採取“增強版”安全措施，儘可能減少參與火箭發射與返回艙回收的工作人員數量，所有與太空人接觸的工作人員必須先經過嚴格的醫學隔離。

NASA醫療工作人員巴茨馬諾娃說，各國航天機構一直致力於防止任何病毒進入國際空間站，「考慮到增強的安全措施，新冠病毒進入國際空間站的可能性微乎其微。」

神州快訊

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臭氧含量創歷史新低形成罕見空洞

別擔心，北極出現臭氧空洞只是因為太冷了

本報記者 張 曄 通訊員 嚴常坤

臭氧層位於距離地球上空10—50千米的大氣層中，是地球的一個保護層，它能有效阻擋來自太陽的紫外線輻射，對地球上包括人類在內的生物進行保護。臭氧層在地球表面並不是均勻分佈，世界三極地區即南極、北極和青藏高原的臭氧層會明顯稀薄。如果某處臭氧層中臭氧含量減少到正常值的50%以下，科學家們就會形象地說這是個臭氧洞。

目前，北極中部的大部分地區（覆蓋面積約為格陵蘭島的3倍）上空的臭氧含量創下了歷史新低，作為一種非凡的大氣現象，它將被載入史冊。

為什麼南極的臭氧空洞每年都會出現，但是北極很少出現臭氧空洞？北極這次出現臭氧空洞的原因是什麼，會產生什麼影響？記者帶著這些問題採訪了南京信息工程大學環境科學與工程學院教授楊洋。

空洞由低溫和極地渦旋引發

楊洋指出，南極臭氧空洞頻發的一個很重要的原因，就是因為在冬季，南極上空都會出現一個深厚的極地渦旋，所謂極地渦旋，是指空氣在下沉過程中遇到山脈或其他地形受阻，會停止環流而改為就地旋轉，吸入冷空氣形成一股很強的圍繞極地旋轉的渦旋。氣流沿著南極高原作順時針旋轉，把南極大陸封閉起來形成一個天然的「網罩」，阻止了含有高濃度臭氧的空氣從外部進入南極。受大氣波動影響，南極的極地渦旋比北極更強，持續時間更長。

而相較北極來說，南極更易出現臭氧空洞還有另一個原因——南極通常擁有比北極更低的低溫環境，當溫度低於－80℃時會形成含有冰晶成分的極地平流雲，氯化物會以極地平流云為載體發生分解反應，釋放出氯；當早春來臨時，在太陽紫外線的照射下，氯原子也會更容易分解出來，進而引發化學反應侵蝕臭氧層。不過隨著南極春末到來，極地渦旋會漸漸殘缺或消失，富含臭氧的中緯度空氣再次補充到南極，臭氧空洞便又會匆匆消失。

「但是這種情況在北極很少見，當地溫度沒有南極那麼低，不易形成極地平流層雲，通常情況下不會導致大面積的臭氧損耗。」楊洋說，北極地區除2011年經歷過臭氧消耗，近些年比較正常，然而今年出現了較強冷空氣，加上強勁的西風環繞，將冷空氣困在極地渦旋當中，才誘發了類似南極的臭氧空洞事件。

3月末，北極觀測站釋放的氣象氣球的測量結果顯示，在距離北極地面18千米的高空，臭氧含量減少了近90%。德國阿爾弗雷德·魏格納極地與海洋研究所的大氣科學家Markus Rex表示，通常該處氣象氣球的正常測量結果約為3.5ppm（百萬分率），而這次的測量結果僅約為0.3ppm。此次北極上空出現的臭氧空洞，可能是北極有記錄以來最大的一個，它與每年在南極地區形成的臭氧空洞大小相當。

或將自行恢復不會威脅人類健康

科學研究表明，大氣中的臭氧每減少1%，照射到地面的紫外線就增加2%，人類會面臨皮膚癌、白內障、免疫系統缺陷和發育停滯等疾病的威脅。同時，紫外線的輻射增強還會使農作物大量減產，甚至殺死某些魚類和海洋生物。科學家首次發現南極上空出現臭氧層空洞的時候，人類曾一度以為，地球生物可能將因此而毀滅。

20世紀80年代，科學家發現，除了自然因素之外，人類活動產生的含氯化合物，也是南極臭氧空洞出現的重要原因。為此，1987年9月，由聯合國環境規劃署主持，各國簽署了《關於消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》，約定必須分階段削減含氟氯烴的產量和消耗，最大限度減小人類社會活動對臭氧層的破壞。在全世界人類的共同努力下，近年來，南極臭氧空洞已經呈逐漸縮小的趨勢。

那麼，這次出現的北極臭氧空洞會不會影響地球生態？

「目前還不會對自然界造成太大影響。」楊洋表示，這個空洞接下來偏移到較低緯度地區的概率很小，即便有所偏移，人們也可以通過塗抹防晒霜達到防護效果。正常情況下，隨著太陽慢慢升高，極地渦旋破裂，臭氧層很快就可以恢復到往常狀態。《自然》雜誌也指出，這個臭氧層空洞可能會在未來幾周內自然恢復，不會威脅人類健康。

雖然此次北極臭氧空洞值得關注，但科學家更相信這是一種罕見的自然現象，並非地球生態危機。