土衛(wèi)二-生命的樂(lè)園?

土衛(wèi)二生命探索

科學(xué)家們察覺(jué)到土衛(wèi)二的冰面下有液態(tài)海洋。2005年，卡西尼號(hào)飛船發(fā)現(xiàn)土衛(wèi)二的南極有液體在裂縫中間歇性噴出，同時(shí)在噴出的羽狀物中發(fā)現(xiàn)了水蒸汽，冰粒，鹽，甲烷，以及復(fù)雜的有機(jī)分子。圖片出自NASA/JPL/太空科學(xué)研究所

土星的衛(wèi)星恩克拉多斯，冰面下有整片液態(tài)海洋。在2005年，NASA卡西尼號(hào)發(fā)現(xiàn)這顆小衛(wèi)星的南極噴出羽狀的水蒸氣，同時(shí)也發(fā)現(xiàn)恩克拉多斯星的地下海洋含有熱能，礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)素和有機(jī)物質(zhì)，可以支撐生命存在。

麻省理工學(xué)院的研究院公布了新的研究，恩克拉多斯星的海洋是咸的，甚至比地球上的還要淡一點(diǎn)。這一新發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)了恩克拉多斯星上有生命存在的可能性。

康婉瑩(Wangyi Kang)領(lǐng)導(dǎo)的麻省理工大學(xué)的研究小組，能夠通過(guò)研究海洋上的冰蓋從而推斷出海洋中的含鹽量。并在2020年7月，這個(gè)研究小組將這一成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上。卡爾梅拉.帕達(dá)維奇-卡拉漢同時(shí)在《新科學(xué)家》也上分享了這個(gè)研究成果。

卡西尼號(hào)飛船拍攝的土衛(wèi)二恩克拉多斯星，圖片由NASA/ESA/JPL/SSI/卡西尼攝影團(tuán)隊(duì)/卡耐基科研中心提供

土衛(wèi)二海洋的含鹽量

在恩克拉多斯星，海洋的鹽度，硅酸鹽核和冰殼都對(duì)海洋動(dòng)力學(xué)和宜居性有重大影響。正如雜志中指出: 從意義深遠(yuǎn)的生物學(xué)角度來(lái)看，恩克拉多斯星存在有廣泛的地下海洋，并且一直有不間斷的水巖交互，而這是生命生存的重要條件。我們研究了硅酸鹽核和冰殼中的熱能和鹽是如何影響海洋動(dòng)態(tài)和熱能傳導(dǎo)的，并且保持了冰殼結(jié)構(gòu)的平衡穩(wěn)定性。

在細(xì)節(jié)層面，研究人員想知道冰殼厚度和海洋咸度的關(guān)系。坦率地講，鹽度越高的次表層海洋在兩極應(yīng)該有更厚的冰層，而越淡的海水意味著更薄的冰層。研究顯示土衛(wèi)二海洋的咸度中等?！缎驴茖W(xué)家》里面寫(xiě)到:

研究小組設(shè)計(jì)的理論模型解釋了衛(wèi)星上的海洋咸度，洋流和冰結(jié)構(gòu)的關(guān)系。三者決定了冰的屬性厚度。通過(guò)各種場(chǎng)景的探索得出，冰層厚度和熱能及鹽度保持一致。

土衛(wèi)二地下海的剖面圖，海洋咸度可以讓生命存活。并且有證據(jù)顯示海洋底部有熱交換，就像地球上一樣。圖片來(lái)自NASA/JPL-Caltech/SwRI

鹽度不是唯一的要素

咸度不是宜居的唯一條件，《新科學(xué)家》雜志提到:

東英吉利亞大學(xué)的大衛(wèi).史蒂芬斯說(shuō)行星上的冰和水直接決定了行星是否宜居。與此同時(shí)，咸度是不是唯一條件。

土衛(wèi)二兩極的薄冰

有趣的是，研究結(jié)果顯示土衛(wèi)二兩極的冰比赤道要薄，這說(shuō)明鹽度比較低。更確切地說(shuō)，冰層的厚度暗示土衛(wèi)二中一千克海洋中含鹽30克，比地球海洋含鹽量要低，地球?yàn)?5g。

總而言之，這一切都讓生命存在成為可能。水是咸的，像地球上的海，但是又不是很咸。土衛(wèi)二上的環(huán)境提供了更多生命的可能。

麻省理工的康婉瑩領(lǐng)導(dǎo)小組研究土衛(wèi)二海洋的鹽度 圖片由MIT提供

土衛(wèi)二海洋底部的熱能

還有另外一個(gè)發(fā)現(xiàn)證明了卡西尼號(hào)早期數(shù)據(jù)的正確性。團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了海洋底部有熱能輻射?？ㄎ髂崽?hào)早期在羽狀噴出物中分析出水蒸氣和有機(jī)物，都暗示海洋底部有熱液噴口。新證據(jù)更加符合這一發(fā)現(xiàn)，當(dāng)然還需要更多研究。

在地球上，熱泉是不同種類(lèi)有機(jī)物的綠洲，在幽深黑暗的海底為有機(jī)物提供了必須的熱能和營(yíng)養(yǎng)素。

去年，科學(xué)家們從卡西尼號(hào)的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)了更多甲烷存在的證據(jù)。是不是表明在土衛(wèi)二海洋中存在甲烷有機(jī)物呢?

恩克拉多斯，土星的液態(tài)衛(wèi)星，藝術(shù)一般的存在。南極噴出羽狀水蒸氣。新研究暗示恩克拉多斯上的海洋跟地球一樣，并且咸度適中允許生命存活。 圖片引用自科學(xué)圖片庫(kù)/阿拉米圖片庫(kù)/《新科學(xué)家》

要旨:新研究顯示土衛(wèi)二恩克拉多斯的地下海洋比地球鹽度要低一些. 這讓恩克拉多斯有機(jī)會(huì)成為孕育生命的搖籃。

BY:Paul Scott Andersonand

FY:李元影

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