【中国观察北京时间2026年09月26日讯】据科学网站“Phys.org”9月25日报导,《科学进展》(Science Advances)杂志发表了两项最新研究报告,科学家们通过对土星卫星恩克拉多斯(Enceladus,又称土卫二)海洋成分的研究发现,确定该海洋成分的方法比以前更容易,而且,某些微生物更能适应那里的海洋环境而生存。这些结果增加了在地外星球发现生命迹象的可能性。
柏林自由大学(Freie Universität Berlin)行星科学教授弗兰克·波斯特伯格(Frank Postberg)同时参与了这两项研究。他与一个国际研究团队提出了新的证据,表明确定土卫二冰层下隐藏的海洋成分比之前认为的要容易得多;而他和另一位来自柏林自由大学的行星科学家诺扎伊尔·哈瓦贾(Nozair Khawaja)博士共同证明,某些微生物比之前认为的更能适应土卫二上的海洋环境。
据报导,土卫二被认为是太阳系中最有希望寻找地外生命的地点之一。在第一项研究中,研究人员推测,这颗卫星冰壳之下存在着一个覆盖整个球面的液态水海洋,更深处则是一个岩石内核。由于低温火山活动,巨大的羽流从该卫星的极地地壳裂缝中喷涌而出,冰粒被喷射到数百公里外的太空。
美国太空总署的卡西尼号(Cassini)探测器多次穿过这些羽流,分析其成分。样本显示其中含有各种盐类和有机化合物的痕迹。
波斯特伯格教授主导的第一份研究揭示了海洋水在进入太空过程中发生的惊人变化。当充满气体的气泡上升并破裂时,会在海洋表面形成液滴。新的研究结果表明,它们的冻结过程是缓慢的,这使得大多数成分能够彼此分离,包括先前溶解的盐类。因此,盐类和有机物会在每个冻结的液滴内部分布在不同的位置。
随后,水蒸气会将这些液滴带入冰壳的裂缝中,最后进入太空。在上升过程中,这些冰冻液滴会加速到高达 1000 公里/小时的速度。如果它们撞击到冰裂缝的壁面,就会破碎成只有几微米大小的碎粒,然后飞向太空。因此,冰粒通常只由一种高度浓缩的、先前分离的物质组成。
波斯特伯格说:“土卫二实际上帮我们做了很多工作,例如准备用于分析的样本,而这些工作在地球上的化学实验室里通常需要花费大量精力,先把海洋成分彼此分离,同时浓缩成单一冰粒。”
这就意味着一些微生物物质也可能只存在于一小部分冰粒中,而在这些冰粒中,微生物物质的浓度会很高,纯度也相对较高。
波斯特伯格说:“这对寻找生命来说是个好消息,未来的太空船需要分析羽流中的许多单一冰粒。但如果它们发现其中含有微生物物质,就可以利用现有技术相对容易地识别出冰粒中的生物特征。”
波斯特伯格教授参与的另一篇研究报告同一天发表,该研究显示,无法在实验室强碱性条件下生存的冲绳甲烷球菌(Methanothermococcus okinawensis)却能在模拟了土卫二海洋环境的条件下生存。
冲绳甲烷球菌是一种产甲烷的古菌,它不需要氧气,只需要氢气和二氧化碳就能生存。
科学家在实验室中模拟了土卫二海洋的条件,该海洋氧气浓度极低,碳酸盐浓度极高,且呈强碱性(pH值为10或11)。在重现了这些条件,包括海洋的热液与岩石底部的相互作用后,他们将冲绳甲烷球菌引入了模拟环境中。
结果显示,这种微生物在pH值极高的最佳实验室培养基中无法生长,因为它缺乏溶解的二氧化碳。相较之下,它在土卫二模拟环境中却持续生长,利用水岩反应产生的氢气生产甲烷。在模拟条件下,这些微生物甚至能够调整其代谢以适应低浓度的二氧化碳。
参与该研究的科学家哈瓦贾博士说:“这真的让我们很意外,我们没想到这个实验会如此成功。”
发表在《科学进展》上的这两项研究共同为寻找地外生命提供了新的线索。
波斯特伯格说:“虽然这并不意味着土卫二上存在生命,但我们的初步研究表明,如果土卫二上确实存在生命,那么未来的太空任务如果分析土卫二喷出的冰粒,就很有可能找到生命的痕迹。”