土星的衛星土衛二是太陽系中最適合生命繁衍的地外行星之一。 它擁有一個全球鹽洋，由於內部加熱，理論上可以保持有利於外星海洋生態系統的溫度。
然而，發現這一生並不是一件簡單的事情。 衛星被冰殼覆蓋，其最薄處的厚度估計為 5 公里，其下方的海洋深度達到 10 公里。 這將在地球上造成相當大的問題，更不用說穿過太陽系中途的衛星了。
但我們可能不必全力以赴鑽穿土衛二的外殼。 一項新的研究表明，我們或許能夠在冰冷的衛星上從其表面噴出的鹹水柱中探測到生命——即使那裡的生命並不多。
“顯然，派遣一個沿著冰裂縫爬行並潛入海底深處的機器人並不容易，”亞利桑那大學的進化生物學家 Regis Ferrier 說。 “通過對訓練有素、更複雜的軌道飛行器單獨從羽流中收集的數據進行建模，我們的團隊表明，這種方法足以自信地確定土衛二海洋中是否存在生命，而無需深入月球探測。” 這是一個令人興奮的前景。”
土衛二與地球截然不同，它不太可能到處都是牛和蝴蝶。 但是在地球海洋深處，遠離賦予生命的太陽光，出現了一種不同類型的生態系統。 聚集在噴出熱量和化學物質的海底噴口周圍，生命不依賴於光合作用，而是依賴於利用化學反應的能量。
我們對土衛二的了解表明，類似的生態系統可能潛伏在它的海底。 它每 32,9 小時完成一次繞土星的旋轉，沿著一條彎曲月球內部的橢圓路徑，產生足夠的熱量使水保持最靠近核心液體。
這不僅僅是一個理論：在南極，冰蓋最薄的地方，人們看到數百公里高的巨大水柱從冰下噴出，科學家們認為噴出的水有助於土星環中冰的形成。
十多年前，當卡西尼號探測器飛過這些羽流時，它探測到了幾種有趣的分子，包括與地球熱液噴口相關的高濃度分子：甲烷以及少量的氫和二氧化碳。 它們可能與地球上產生甲烷的古細菌有關。
“在我們的星球上，儘管黑暗和瘋狂的壓力，熱液噴口仍然充滿了大大小小的生命，”費里爾說。 “最簡單的生物是被稱為產甲烷菌的微生物，它們即使在沒有陽光的情況下也能自給自足。” 產甲烷菌代謝氫氣和二氧化碳，釋放甲烷作為副產品。 Ferrier 和他的同事模擬了我們可能期望在土衛二上發現的產甲烷菌生物量，如果它存在於與地球上類似的熱液噴口周圍的話。 然後，他們模擬了細胞和其他生物分子通過噴口噴出的可能性，以及我們可能會發現多少這種材料。
“我們驚訝地發現，假設的細胞數量等於全球土衛二海洋中一頭鯨魚的生物量，”進化生物學家 Antonin Afholder 說，他現在在亞利桑那大學，但在科學與文學大學留學期間在法國。。 - 土衛二的生物圈可能非常稀薄。 然而我們的模型表明，它的生產力足以為羽流提供足夠的有機分子或細胞，供未來航天器上的儀器接收。”
有了這些化合物的預期數量，軌道航天器就可以探測到它們——如果它能多次穿過羽流以收集足夠的物質。 即便如此，也可能沒有足夠的生物材料，並且細胞在穿越冰層的旅程中倖存下來並被彈射到太空中的機會可能非常渺茫。 在沒有此類證據的情況下，該團隊假設，當氨基酸（如甘氨酸）的豐度超過某個閾值時，它們可以作為替代的間接信號。
Ferrier 說：“鑑於土衛二上存在的任何生命被計算為極為罕見，我們仍然很有可能永遠無法在羽流中找到足夠多的有機分子來明確斷定它在那裡。” - 因此，我們沒有關注多少足以證明生命存在的問題，而是問道，“在沒有生命的情況下，有機材料的最大數量是多少？”
根據研究人員的說法，這些數字可以幫助設計未來幾年的未來任務。 現在，我們只是在地球上，想知道在環繞土星的衛星上，海洋深處的生態系統會是什麼樣子。
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