土衛二羽流中的甲烷會是外星生命的跡象嗎?

一項新的研究報告稱,土衛二上飄出來的甲烷可能暗示這顆土星衛星的地下海洋中存在生命。2005 年 ,NASA 的卡西尼號土星軌道探測器發現,有間歇泉從土衛二南極附近的「虎紋」裂縫向太空噴射水冰顆粒。這種物質形成一股羽流,為土星的 E 環(土星第二外層的環)輸送物質。研究人員相信,這股羽流來自土衛二冰冷外殼下巨大的液態海洋。

土衛二羽流中的甲烷會是外星生命的跡象嗎?

卡西尼號拍攝的土衛二

羽流中的物質不僅僅是水冰。在無數次近距離飛掠直徑大約 504 公里的土衛二的過程中,卡西尼號還發現噴射出來的羽流中包含許多其他的化合物,例如二氫 (H2) 和各種含碳有機物,像甲烷 (CH4) 等。

天體生物學家對二氫和甲烷尤其感興趣。科學家們表示,二氫可能土衛二海底岩石和熱水相互作用的產物。這表明,土衛二也有深海熱泉。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叫做「產甲烷作用」的過程,吸收二氧化碳產生甲烷。土衛二上或許也有類似的事情發生,特別是考慮到卡西尼號也在土衛二的羽流中發現了二氧化碳和含量令人驚訝的甲烷。

研究的共同主要作者、亞利桑那大學生態與進化生物學系副教授雷吉斯·費里埃在一份聲明中說:「我們想知道:『吸收』二氫並產生甲烷的類地微生物是否可以解釋卡西尼號在土衛二上探測到的大量甲烷?」

因此,費里埃和他的同事們開發了一系列數學模型,以評估土衛二的甲烷是通過生物方式產生的可能性。這些模擬多種多樣;例如,團隊研究了觀察到的二氫產量是否可以維持土衛二的微生物種群,以及該種群又會如何影響二氫和甲烷逃逸到羽流中的速度等等。

費里埃說:「總的來說,我們不僅可以評估卡西尼號的觀測結果是否與適宜生命居住的環境相兼容,還可以對預期的觀測結果做定量預測,如果土衛二的海底確實有甲烷生成。」

對於我們中間一些希望土衛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。該團隊確定,我們在地球上已知的非生物(無生命參與的)熱泉化學並不能很好地解釋卡西尼號觀測到的甲烷濃度。但是,產甲烷微生物的貢獻倒是可以漂亮地填補這個空缺。

需要明確地是,這項新研究並沒有強調土衛二上存在生命。例如,研究人員說,土衛二上可能具有某些類型的非生物甲烷生成反應,也許是土衛二誕生後遺留下來的原初有機物質的衰變,這些反應在地球上並不普遍。事實上,有些科學家相信,土衛二由彗星帶來的富含有機物的物質構成。如果是這樣的話,後一種假設將更加合適。

話雖如此,費里埃補充說:「生物產甲烷作用似乎與數據兼容。換句話說,我們不能因為不大可能而摒棄』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的更多數據。」

來源:cnBeta