土衛(wèi)二：地下海中有生機(jī)

尹懷勤

尋找地外生命，一直是航天深空探測的重點之一。近日，美國宇航局首席科學(xué)家埃倫·斯托凡宣稱，人類能在20年內(nèi)找到外星生命，他舉的例證之一就是土衛(wèi)二上存在含沙溫泉。

土衛(wèi)二是土星62顆天然衛(wèi)星之一，也是其第六大衛(wèi)星。土衛(wèi)二可能擁有一個地下海洋，土衛(wèi)二表面噴出的液體表明，其地下海可能適合微生物繁衍。

今年3月，一個國際研究小組在《自然》雜志上發(fā)表報告稱，科學(xué)家們研究了卡西尼號土星探測器傳回的探測數(shù)據(jù)，認(rèn)為土衛(wèi)二很可能存在適合生命存活的環(huán)境。土衛(wèi)二雖然被厚厚的冰層覆蓋著，但是在其南極厚達(dá)30～40千米的冰層下，存在著深10千米左右的液態(tài)海洋。從冰層的裂縫中，不時有間歇泉噴射而出，其中除了水之外，還有構(gòu)成巖石的二氧化硅微粒。研究人員認(rèn)為，二氧化硅微粒是部分巖石成分在高溫水中溶解后又急劇冷卻時出現(xiàn)的。地球上的溫泉和從海底涌出的熱液中也含有二氧化硅微粒，因此在土衛(wèi)二的巖石質(zhì)海底，很可能與地球海底一樣，有高溫?zé)嵋簭牧芽p中噴射而出，形成了間歇泉的情景。

在地球海底熱液口周圍，棲息著多種微生物，被認(rèn)為是生命誕生的場所之一。研究小組根據(jù)觀測結(jié)果，利用3年多的時間在實驗中模擬了土衛(wèi)二的海洋，調(diào)查了二氧化硅微粒的生成條件。他們發(fā)現(xiàn)：在冰面以下約50千米深的海底，如果有90℃以上的熱水從巖石縫隙中噴出，就可以生成二氧化硅微粒。研究人員認(rèn)為，土衛(wèi)二上應(yīng)該也有類似地球熱液口的地方，這意味著，土衛(wèi)二上也許存在原始生物。即使沒有生命，也很可能正在合成接近生命的復(fù)雜有機(jī)分子。

此外，另一項研究還發(fā)現(xiàn)，土衛(wèi)二表面噴出的液體pH值約在11～12，即呈較強(qiáng)的堿性。可想而知，作為其源頭的地下海洋也是如此，科學(xué)家稱其為“堿海”。這意味著什么呢？化學(xué)模型顯示：“堿海”可能是由于“蛇紋石化”這種地下水地質(zhì)化學(xué)變化過程造成的。

在地球上，當(dāng)某些“超堿巖”或“超基性巖”被從上地幔帶到海底并與周圍的水分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，就會發(fā)生“蛇紋石化”。在這個過程中，超堿巖被轉(zhuǎn)化成新的礦石，其中就包括蛇紋石，周圍的液體則變成堿性的。在土衛(wèi)二上，“蛇紋石化”可能是在海水循環(huán)流過海底的巖核時發(fā)生的。巖石與海水之間的化學(xué)反應(yīng)還會產(chǎn)生氫分子。在沒有陽光的情況下，這為衛(wèi)星和行星內(nèi)部的生物圈提供了必不可少的化學(xué)能量來源。氫分子既能觸動有機(jī)化合物如導(dǎo)致生命起源的氨基酸的形成，也能產(chǎn)生諸如甲烷這類物質(zhì)以作為微生物的食物。這樣一來，“蛇紋石化”就將地質(zhì)過程與生物過程聯(lián)系在了一起。“蛇紋石化”的發(fā)現(xiàn)使土衛(wèi)二更有可能成為又一個生命的發(fā)源地。

目前，除了土衛(wèi)二，科學(xué)家還看好土衛(wèi)六、木衛(wèi)二、火星和木衛(wèi)一，認(rèn)為它們是太陽系內(nèi)除地球以外，可能孕育并存活生命的五大星球，并正在尋找和制定對其做進(jìn)一步探測與考察的方案。

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