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标题: 生命的六种基本元素，这颗星球全都有 [打印本页]

作者: 福满一生 时间: 2023-2-19 04:57
标题: 生命的六种基本元素，这颗星球全都有

大约五年前，2017年9月15日，“卡西尼号”结束了它为期20年的太空之旅，并以一段富丽的最终乐章收尾。它纵身跃入土星大气之中，直到生命的最后时刻仍努力向地球发送着宝贵的科学数据，最终像一颗流星一般划过土星天涯，消散在虚无之中。

卡西尼号进入土星最内侧环的艺术家畅想图。（图／NASA, JPL-Caltech）

卡西尼号创造了汗青上许多的第一次。它于1997年发射升空，并在2004年抵达土星系统，踏入无人涉足之境，成为第一个进入土星轨道的太空探测器。
它的观测目标是神秘的土星、壮观的土星环以及土星的大量卫星，并得到了许多重要发现，直到今天，我们仍然会为它所收集到的科学数据所震动。
克日，一组国际科学家团队，在土星的卫星“土卫二”（Enceladus）的地下海洋中，发现了能证明存在一种生命的关键基本构件的新证据。新的建模表明，土卫二的海洋中应该含有相对丰富的溶解磷。至此，可以这么说，生命的六种基本元素，在土卫二上都能找到。论文已于克日发表在《美国国家科学院院刊》上。

地外生命搜刮的明星
在已往25年间，行星科学领域最深刻的发现之一便是，在我们的太阳系内，外貌冰层之下存在海洋的天下实在很常见。
像地球这样外貌就有海洋存在的天下，其所处位置必须与它的恒星保持“恰到好处”的隔断，这样才能让星球外貌的温度维持在能支持液态水存在的范围之内。这样的位置范围相对局促。
然而，内部的海洋天下则可以在更大的隔断范围内出现，这也极大地扩展了可能存在的宜居天下的数量。
在太阳系内，可能存在地下海洋的天下乃至包罗了那些非常遥远的行星，好比冥王星，另有巨行星四周的冰质卫星，好比木卫二（Europa）、土卫六（Titan），以及最具代表性的土卫二。
“土卫二”是土星的第六大卫星。这个冰封天下的外貌被冰所覆盖。卡西尼号在探测过程中留意到，一些冰粒和水蒸气会从冻结的外貌缝隙中喷射而出，就像壮观的巨大喷泉一般。

卡西尼号拍摄的土卫二在太阳照射下的图像，表现了卫星南极地域的细小物质喷雾的类似喷泉的泉源（图／NASA）

卡西尼号对这些喷发的样品进行了分析并发现，在土卫二的外貌冰层之下可能存在着一个液态水的海洋。更令人高兴的是，这种羽状喷发物中还包罗一些有机物。此后，土卫二也成了人类在太阳系内寻找地外生命的主要目标之一。
然而，先前的研究还差了最后一环。

关键的磷
对我们已知的地球生命形式而言，六种关键的元素必不可少，包罗碳、氢、氮、氧、磷和硫。研究职员在寻找地外生命的可能性时，同样在寻找这类生命的基本构件，包罗有机分子、氨、含硫化合物以及支持生命所需的化学能量。
对土卫二的探索而言，磷是一个格外风趣的例子。以磷酸盐形式存在的磷，对地球上全部生命都至关重要。它对于创造DNA和RNA、载能分子、细胞膜、人和动物的骨骼和牙齿，乃至海洋中浮游生物的微生物群都是必不可少的材料。
痛惜的是，先前的研究表明，土卫二的海洋险些包罗了我们所知生命的全部基本要求，除了磷。这样的效果好像一下让生命存在的远景变得黯淡无光。
但在新研究中，团队对土卫二进行了热力学和动力学模拟，根据卡西尼号对土卫二的海洋-海底系统的数据，重新分析并模拟了磷的星球化学。
他们建立了迄今为止最详细的星球化学模型，说明海底矿物怎样溶解进入土卫二的海洋中，并猜测磷酸盐矿物在那里会有怎样不同平常的溶解度。

新研究发现，以正磷酸盐形式存在的磷很有可能在土卫二的地下海洋中非常丰富。纯碱或碱性海洋（含碳酸氢钠和/或碳酸钠）与岩质核在星球化学层面相互作用。模拟表现，这可能促进磷酸盐矿物溶解，让正磷酸盐进入海洋，并让地下海洋变得宜居。（图／SwRI）

底子的星球化学具有一种优雅的简朴性，这表明，溶解磷必然存在，而且丰度非常高，其水平达到了靠近乃至高于当代地球海水的水平。
也就是说，虽然元素磷还没有在土卫二上被直接发现，但研究职员已经发现了它在卫星冰壳之下的海洋中存在的证据。

一个宜居天下
研究职员表现，要说这对天体生物学意味着什么，那就是他们比以前更有来由相信，土卫二的海洋是宜居的。
科学家同样盼望，未来有机会可以或许再次来前去土卫二，乃至深入土卫二的海洋中，看看是否真的云云。
<hr>参考泉源：
https://www.swri.org/press-release/swri-scientist-helps-identify-new-evidence-habitability-enceladus-ocean
https://solarsystem.nasa.gov/missions/cassini/mission/grand-finale/overview/
https://www.pnas.org/doi/full/10.1073/pnas.2201388119
封面图&首图：Cassini Imaging Team, SSI, JPL, ESA, NASA

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