科学探索|土卫二羽流中的甲烷会是外星生命的迹象吗？土卫二羽流中的甲烷会是外星

一项新的研究报告称，土卫二上飘出来的甲烷可能暗示这颗土星卫星的地下海洋中存在生命。2005 年，NASA 的卡西尼号土星轨道探测器发现，有间歇泉从土卫二南极附近的“虎纹”裂缝向太空喷射水冰颗粒。这种物质形成一股羽流，为土星的 E 环（土星第二外层的环）输送物质。研究人员相信，这股羽流来自土卫二冰冷外壳下巨大的液态海洋。

文章图片
卡西尼号拍摄的土卫二

羽流中的物质不仅仅是水冰。在无数次近距离飞掠直径大约 504 公里的土卫二的过程中，卡西尼号还发现喷射出来的羽流中包含许多其他的化合物，例如二氢（H2）和各种含碳有机物，像甲烷（CH4）等。
天体生物学家对二氢和甲烷尤其感兴趣。科学家们表示，二氢可能土卫二海底岩石和热水相互作用的产物。这表明，土卫二也有深海热泉。在地球上，这样的深海热泉或许是孕育生命的摇篮。
另外，二氢也为一些地球微生物提供了能量。这些微生物通过一个叫做“产甲烷作用”的过程，吸收二氧化碳产生甲烷。土卫二上或许也有类似的事情发生，特别是考虑到卡西尼号也在土卫二的羽流中发现了二氧化碳和含量令人惊讶的甲烷。
研究的共同主要作者、亚利桑那大学生态与进化生物学系副教授雷吉斯·费里埃在一份声明中说：“我们想知道：‘吸收’二氢并产生甲烷的类地微生物是否可以解释卡西尼号在土卫二上探测到的大量甲烷？”
因此，费里埃和他的同事们开发了一系列数学模型，以评估土卫二的甲烷是通过生物方式产生的可能性。这些模拟多种多样；例如，团队研究了观察到的二氢产量是否可以维持土卫二的微生物种群，以及该种群又会如何影响二氢和甲烷逃逸到羽流中的速度等等。
费里埃说：“总的来说，我们不仅可以评估卡西尼号的观测结果是否与适宜生命居住的环境相兼容，还可以对预期的观测结果做定量预测，如果土卫二的海底确实有甲烷生成。”
【科学探索|土卫二羽流中的甲烷会是外星生命的迹象吗？】对于我们中间一些希望土卫二的冰冷漆黑海洋中有生命存在的人来说，这样的评估足以令人感到兴奋。该团队确定，我们在地球上已知的非生物（无生命参与的）热泉化学并不能很好地解释卡西尼号观测到的甲烷浓度。但是，产甲烷微生物的贡献倒是可以漂亮地填补这个空缺。
需要明确地是，这项新研究并没有强调土卫二上存在生命。例如，研究人员说，土卫二上可能具有某些类型的非生物甲烷生成反应，也许是土卫二诞生后遗留下来的原初有机物质的衰变，这些反应在地球上并不普遍。事实上，有些科学家相信，土卫二由彗星带来的富含有机物的物质构成。如果是这样的话，后一种假设将更加合适。
话虽如此，费里埃补充说：“生物产甲烷作用似乎与数据兼容。换句话说，我们不能因为不大可能而摒弃’生命假说’ 。一定要摈弃生命假说的话，我们还需要来自未来任务的更多数据。”