研究:土卫二的甲烷羽流可能是微生物生命的迹象。
但在冰冷的外壳下是柔软的地下海洋,它以从冰中喷出的巨大水柱而闻名。卡西尼号飞船在探索土星及其卫星时潜入这些羽状物中,探测到异常大量的分子,如甲烷、二氢和二氧化碳。
这表明海洋与土卫二岩石核心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,它们在这里消耗二氢和二氧化碳,释放甲烷。
那么这是否意味着土卫二海底热液喷口周围生活着外星微生物呢?或者探测到的分子是否可以单独用这些地球化学过程来解释?为了找出答案,研究人员运行模型,找出哪种情况最符合观察结果。
该团队模拟了土卫二上不同的可能环境条件,并根据地球上已知的菌株引入了假设的产甲烷微生物。他们检查了水热循环是否能为微生物提供足够的二氢“吃”,温度是否适合它们,以及更重要的是,微生物会对它们的周围环境产生什么影响——特别是羽流中的浓度。然后,将这些模型的结果与卡西尼号在羽状物中实际探测到的结果进行比较。
“简而言之,如果(微生物)甲烷生成真的发生在土卫二底部,我们不仅可以评估卡西尼的观测结果是否适合生命存在,还可以定量预测观测结果,”这篇研究论文的主要作者Régis Ferrière说。
果然,那里的条件似乎有利于这种生命形式——但更有趣的是,没有一种已知的热液化学物质可以解释羽流中检测到的甲烷水平。只有当生物来源被加入到模型中时,水平才会与观察到的结果一致。
“显然,我们不能断定土卫二的海洋中存在生命,”费里耶尔说。“相反,我们想知道土卫二的热液喷口适合陆地微生物生存的可能性有多大。根据我们的模型,卡西尼号的数据告诉我们非常有可能。生物甲烷产量似乎与数据一致。”
当然,这可能不是生活。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。研究小组提出的一种解决方案是,土卫二核心中的原始有机物可以通过热液活动分解为甲烷、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。