土卫二羽流中惊现甲烷，是潜在的生命信号？

“卡西尼号”宇宙飞船飞跃土卫二时 ，其表面喷发出疑似水气的羽流。

当地时间7月6日，美国亚利桑那大学（UOA）和法国巴黎科学与文学大学（PSLU）的科学家在《自然·天文学》杂志发文称，在土卫二（土星卫星）被冰壳掩盖的海洋中，可能存在一种未知的过程，能生成甲烷。

长期以来，土卫二喷出的巨大水柱一直吸引着科学家们的关注。他们认为，土卫二的岩石内核与冰壳之间，很可能夹着一片汪洋。“卡西尼”号飞船在穿越羽流之时对其化学成分进行了取样，发现了出人意料的高含量甲烷。UOA生态与进化生物学副教授Regis Ferriere质疑：“‘吃掉’二氢并释放甲烷的类地微生物是否与其惊人的甲烷含量有关？”

为了破解谜题，Ferriere团队利用新的数学模型，结合地球化学和微生物生态学信息，分析了土卫二的羽流数据，并模拟了可能的过程。结果表明，土卫二要么存在微生物深海热泉活动，要么存在不涉及生命形式、但不同于已知地球活动的过程。

在地球上，水热活动发生在寒冷的海水渗入海底之时：水流经底部岩石，并经过岩浆室等热源附近后，再通过深海热泉喷出。地球上的水热活动会产生甲烷，但速度非常缓慢。大部分甲烷是微生物在甲烷化过程中以二氧化碳为原料转化而来。

除确定了特定化学条件（如二氢浓度和温度）能否为微生物生长提供适宜环境外，Ferriere团队还研究了假设的微生物种群对其环境（羽流中二氢和甲烷的逃逸率）的影响。研究人员指出，即使是基于最高估计，也远不足以解释在土卫二羽流中检测到的甲烷浓度。然而，如果将生物致甲烷化作用考虑在内，观测结果的匹配性就显著提高了。Ferriere说：“我们不能断定土卫二的海洋中存在生命，但我们可以判断土卫二的深海热泉有多大可能性适合类地微生物生存。模型模拟和‘卡西尼号’的数据显示，可能性非常高。”

Ferriere希望他们的研究能为更好地理解‘卡西尼号’的观测结果提供指导，并鼓励其他研究人员提出潜在的非生物过程。例如，甲烷可能来自土卫二核心原始有机物的化学分解过程。这些物质能通过水热过程部分转化为二氢、甲烷和二氧化碳。Ferriere认为，如果土卫二是由富含有机物的彗星物质吸积而成的，那上述假设的可信度将非常之高。

科界原创 

编译：德克斯特 审稿：西莫 责编：陈之涵

期刊来源：《自然·天文学》

期刊编号：2397-3366

原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2021-07/uoa-mit070621.php

版权声明：本文由科界平台原创编译，中文内容仅供参考，一切内容以英文原版为准。转载请注明来源科技工作者之家—科界App。