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研究:土卫二的甲烷羽流很可能是微生物生命的迹象

神秘的宇宙 | 感谢投递 2021-07-15 399

但在那冰冷的外壳下面却是一个松软的地下海洋,它以巨大的水流柱从冰中喷出而为人所知。“卡西尼号”飞船在探索土星及其卫星时潜入这些羽流中并探测到异常大量的分子如甲烷、二氢和二氧化碳。

这表明,在海洋跟土卫二岩石内核相遇的海底存在热液喷口。这种动态环境是微生物的主要栖息地,它们在那里消耗二氢和二氧化碳从而释放出甲烷。

那么这是否意味着土卫二海底的热液喷口周围生活着外星微生物呢?或是探测到的分子都能单独通过这些地球化学过程来解释呢?为了找出答案,研究人员通过运行模型来找出究竟哪种情况最符合观察结果。

该团队模拟了土卫二上可能存在的不同环境条件并根据地球上已知的菌株引入了假设的产生甲烷的微生物。他们检查了热液循环是否能提供足够的二氢供微生物“食用”、温度是否适合它们以及重要的是微生物会对它们的周围环境产生什么影响--尤其是羽流中的浓度。然后,将这些模型的结果跟卡西尼号在羽流中实际探测到的结果进行比较。

“总之,如果(微生物)甲烷生成真的发生在土卫二的海底,我们不仅可以评估卡西尼号的观测结果是否适合生命生存,我们还可以对观测结果进行定量预测,”这项研究的论文主要作者Régis Ferrière说道。

果然,那里的条件似乎有利于这种生命形式--但更有趣的是,已知的热液化学物质都无法解释在羽流中检测到的甲烷水平。只有当生物源被添加到模型中时,水平才会跟观测结果相符。

“显然,我们不能断定土卫二的海洋中存在生命,”Ferrière表示,“相反,我们想知道土卫二的热液喷口有多大可能适合类地微生物生存。根据我们的模型,卡西尼号的数据告诉我们,很有可能。生物产甲烷作用似乎跟数据相符。”

当然,这可能不是生命。但如果不是,那一定是其他一些我们在地球上看不到的自然现象。研究小组提出的一个解决方案是,土卫二核心的原始有机物可以通过热液活动分解成甲烷、二氢和二氧化碳。但这种可能性取决于土卫二是如何形成的。

随着天文学家对这个迷人世界继续展开研究,我们无疑将会了解更多背后的故事。


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