卡西尼號(hào)拍攝的土衛(wèi)二

一項(xiàng)新的研究報(bào)告稱，土衛(wèi)二上飄出來的甲烷可能暗示這顆土星衛(wèi)星的地下海洋中存在生命。

2005年，NASA的卡西尼號(hào)土星軌道探測器發(fā)現(xiàn)，有間歇泉從土衛(wèi)二南極附近的“虎紋”裂縫向太空噴射水冰顆粒。這種物質(zhì)形成一股羽流，為土星的E環(huán)（土星第二外層的環(huán)）輸送物質(zhì)。研究人員相信，這股羽流來自土衛(wèi)二冰冷外殼下巨大的液態(tài)海洋。

羽流中的物質(zhì)不僅僅是水冰。在無數(shù)次近距離飛掠直徑大約504公里的土衛(wèi)二的過程中，卡西尼號(hào)還發(fā)現(xiàn)噴射出來的羽流中包含許多其他的化合物，例如二氫（H2）和各種含碳有機(jī)物，像甲烷（CH4）等。

天體生物學(xué)家對二氫和甲烷尤其感興趣?？茖W(xué)家們表示，二氫可能土衛(wèi)二海底巖石和熱水相互作用的產(chǎn)物。這表明，土衛(wèi)二也有深海熱泉。在地球上，這樣的深海熱泉或許是孕育生命的搖籃。

另外，二氫也為一些地球微生物提供了能量。這些微生物通過一個(gè)叫做“產(chǎn)甲烷作用”的過程，吸收二氧化碳產(chǎn)生甲烷。土衛(wèi)二上或許也有類似的事情發(fā)生，特別是考慮到卡西尼號(hào)也在土衛(wèi)二的羽流中發(fā)現(xiàn)了二氧化碳和含量令人驚訝的甲烷。

研究的共同主要作者、亞利桑那大學(xué)生態(tài)與進(jìn)化生物學(xué)系副教授雷吉斯·費(fèi)里埃在一份聲明中說：“我們想知道：‘吸收’二氫并產(chǎn)生甲烷的類地微生物是否可以解釋卡西尼號(hào)在土衛(wèi)二上探測到的大量甲烷？”

因此，費(fèi)里埃和他的同事們開發(fā)了一系列數(shù)學(xué)模型，以評估土衛(wèi)二的甲烷是通過生物方式產(chǎn)生的可能性。這些模擬多種多樣；例如，團(tuán)隊(duì)研究了觀察到的二氫產(chǎn)量是否可以維持土衛(wèi)二的微生物種群，以及該種群又會(huì)如何影響二氫和甲烷逃逸到羽流中的速度等等。

費(fèi)里埃說：“總的來說，我們不僅可以評估卡西尼號(hào)的觀測結(jié)果是否與適宜生命居住的環(huán)境相兼容，還可以對預(yù)期的觀測結(jié)果做定量預(yù)測，如果土衛(wèi)二的海底確實(shí)有甲烷生成。”

對于我們中間一些希望土衛(wèi)二的冰冷漆黑海洋中有生命存在的人來說，這樣的評估足以令人感到興奮。該團(tuán)隊(duì)確定，我們在地球上已知的非生物（無生命參與的）熱泉化學(xué)并不能很好地解釋卡西尼號(hào)觀測到的甲烷濃度。但是，產(chǎn)甲烷微生物的貢獻(xiàn)倒是可以漂亮地填補(bǔ)這個(gè)空缺。

需要明確地是，這項(xiàng)新研究并沒有強(qiáng)調(diào)土衛(wèi)二上存在生命。例如，研究人員說，土衛(wèi)二上可能具有某些類型的非生物甲烷生成反應(yīng)，也許是土衛(wèi)二誕生后遺留下來的原初有機(jī)物質(zhì)的衰變，這些反應(yīng)在地球上并不普遍。事實(shí)上，有些科學(xué)家相信，土衛(wèi)二由彗星帶來的富含有機(jī)物的物質(zhì)構(gòu)成。如果是這樣的話，后一種假設(shè)將更加合適。

話雖如此，費(fèi)里埃補(bǔ)充說：“生物產(chǎn)甲烷作用似乎與數(shù)據(jù)兼容。換句話說，我們不能因?yàn)椴淮罂赡芏饤?rsquo;生命假說’。一定要擯棄生命假說的話，我們還需要來自未來任務(wù)的更多數(shù)據(jù)。”