包括西南研究所的克里斯托弗·格莱因博士在内的一组科学家发现了土星卫星土卫二地下海洋中存在生命的关键组成部分的新证据,对地外生命的探索变得更加有趣了。新的模型表明,土卫二的海洋应该含有相对丰富的溶解磷,这是生命的基本成分。
“土卫二是人类在太阳系中寻找生命的主要目标之一,”地外海洋学的主要专家格莱因说。他是一篇论文的合著者美国国家科学院院刊(PNAS)描述这项研究。“自从美国宇航局的卡西尼号宇宙飞船访问土星系统以来,我们一直被收集到的数据所带来的发现所震撼。”
卡西尼号宇宙飞船发现了土卫二的地下液态水,并对样品进行了分析,因为冰粒和水蒸气从土卫二冰层表面的裂缝中喷出。
格莱因说:“我们所了解到的是,羽流几乎包含了我们所知道的生命的所有基本要求。”“虽然生物必需元素磷还没有被直接识别出来,但我们的团队发现了它在月球冰壳下的海洋中存在的证据。”
在过去的25年里,行星科学中最深刻的发现之一是,在我们的太阳系中,表层冰层下有海洋的世界很常见。这样的世界包括巨大行星的冰冷卫星,如木卫二、土卫六和土卫二,以及更遥远的天体,如冥王星。像地球这样表面有海洋的星球必须在距离主星很窄的范围内,才能保持表面有液态水的温度。然而,内部的水海洋世界可以在更大的距离范围内出现,这大大增加了银河系中可能存在的可居住世界的数量。
格莱因说:“对太阳系外宜居性的探索已经转移了焦点,因为我们现在正在寻找生命的基石,包括有机分子、氨、含硫化合物以及支持生命所需的化学能。”“磷是一个有趣的例子,因为之前的研究表明,土卫二的海洋中可能缺乏磷,这将使生命的前景黯淡。”
以磷酸盐形式存在的磷对地球上的所有生命都至关重要。它对人类和动物的DNA和RNA、携带能量的分子、细胞膜、骨骼和牙齿,甚至是海洋浮游生物的微生物群的形成都是必不可少的。
团队成员根据卡西尼号对土卫二海洋-海底系统的了解,进行了热力学和动力学建模,模拟了磷的地球化学。在他们的研究过程中,他们建立了迄今为止最详细的地球化学模型,说明海底矿物是如何溶解到土卫二海洋中的,并预测磷酸盐矿物在土卫二海洋中会异常溶解。
格莱因说:“潜在的地球化学具有优雅的简单性,使得溶解磷的存在不可避免,达到接近甚至高于现代地球海水的水平。”“这对天体生物学来说意味着,我们可以比以前更有信心,爱博网投领导者认为土卫二的海洋适合居住。”
根据格莱因的说法,下一步很明确:“我们需要回到土卫二,看看是否真的有人居住宜居的海洋。”
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