另一個世外桃源？下一個地球？土衛二的神秘還有多少？|每日看點
發布時間：2023-05-13 14:01:40
文章來源：科普中國網
土衛二的海洋比想象的更宜居
圖為土衛二南極處噴發的水蒸氣間歇泉。科學家們認為，這些間歇泉源于土衛二冰冷表面下的海洋世界。一個新模型表明，土衛二的海洋可能呈中等堿性，加強了其宜居的可能性。（圖源：NASA/JPL/空間科學研究所）
作為土星的衛星之一，只有月球七分之一大的土衛二，到底有生命存在嗎？在其表面的冰凍世界里，可能性很小，但冰層之下，還有一個海洋世界。事實上，宇航局（NASA）的卡西尼號宇宙飛船已收集到了土衛二噴出的水蒸氣羽狀物，并進行了分析。結果表明，這些羽狀物來自土衛二表層下的海洋，且這片海洋很可能適合某種生命，至少是微生物生存。NASA宣布了華盛頓大學研究人員的一項新研究，進一步支持了這種可能性。研究表明，土衛二的海洋呈中等堿性，可能比以前認為的更宜居。
研究團隊首次在《行星科學雜志》上發表了他們的同行評議結果。NASA將這一發現作為研究重點發布。
【資料圖】
用于研究土衛二海洋的新模型
研究團隊建立了針對土衛二海洋的新模型。這個模型有助于預測那里的情況，以及它們與地球海洋中的相似和不同之處。多虧了卡西尼號，科學家們已經知道土衛二的海洋和地球上的海洋一樣，是相當咸的。甚至有證據表明，土衛二的海底也有熱液噴口。在地球上，這樣的噴口為各種各樣的海洋生物提供熱量和營養。該研究論文中寫道：
土衛二的冰殼下有一片海洋，南極的裂縫中噴發出壯觀的羽狀物。卡西尼號宇宙飛船測量了羽流的組成，并為海洋的氣體含量、鹽度、pH值和生命的可能性提供了證據。
當卡西尼號分析水蒸氣羽流噴霧時，發現這些羽流中含有水蒸氣、冰晶、鹽、氨、甲烷和各種有機分子。當然這還不是生命存在的直接證據，但已足夠令人振奮。
新模型現已更新了鹽度、pH值和氣體含量對海洋宜居性的影響。
土衛二的咸水世界
結果表明，土衛二的海洋可能比最初認為的更適合居住。模型顯示，這片海洋呈中等堿性，pH值在7.95至9.05之間。目前地球上海洋的平均pH值為8.1。ph值為7被認為是中性，低于7的為酸性，高于7的為堿性。
此外，該模型表明，土衛二的海洋中有足夠的二氧化碳和氫氣來供給氫營養型產甲烷菌（消耗二氧化碳和氫氣，釋放甲烷的微生物)。
研究論文是這樣說的：根據對土衛二海洋氣體含量的檢測，我們發現海洋pH值為7.95 - 9.05，包括陸地海洋pH值、高水平的NH4+[銨]、無機碳和潛在甲烷菌帶來的豐富化學能。其中，氨和無機碳與彗星狀天體上的堆積物一致。
土衛二海洋的起源與彗星有關？
這項分析也為土衛二的起源提供了線索。該模型檢測了海洋中氨和無機碳的含量，結果與彗星上的一致。研究人員表示，這表明土衛二可能是由類似彗星的物質形成的。
這些物質含有高濃度的揮發性物質、化學元素和化合物，很容易蒸發。包括氮、二氧化碳、氨、氫、甲烷、二氧化硫、水等。如果研究人員是對的，那么土衛二內部的海洋實際上就是這些揮發物的殘留。
圖為土衛二內部的剖面，展示了南極的冰殼、覆蓋全球的海洋、巖石核心和水蒸氣羽狀物。（圖源：NASA/ JPL）
沒有那么咸，有充斥著甲烷
土衛二的海洋呈堿性，這是一個可能存在生命的好跡象。2022年的早些時候，麻省理工學院的研究人員也報告說，土衛二的海洋不是太咸，就像地球上的海洋一樣，過多的鹽對生物來說并不是一件好事。
2021年，一個生物學家團隊的研究表明，土衛二的海洋還含有大量甲烷。但是，科學家們并不確定甲烷是否來自于生物。這里討論的新海洋模型表明，海洋中有足夠的二氧化碳和氫氣來支持氫營養型產甲烷菌，也許這是一條線索?
早些年的一些研究還表明，土衛二內部的復雜性對生命有益，且土衛二的海洋有超過10億年的歷史，是孕育生命的理想年齡。
十年后，土衛二·奧比蘭德號任務將會在土星冰冷的衛星上尋找生命。
NASA的卡西尼號飛船于2018年9月25日拍攝了這張土衛二的圖像。（圖源：NASA/ JPL-Caltech/ NASA Science）
總而言之，受NASA資助的研究人員說，土衛二的海洋像地球的海洋一樣呈中等堿性，這增加了在這個黑暗深淵中存在生命的可能性。
BY:Paul Scott Andersonand
FY:忙碌的北門
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