科学家在土卫二发现生命的关键组成部分

　　SwRI首席科学家Christopher Glein博士是一个团队的成员，该团队从土星的小卫星土卫二的地下海洋中发现了磷，磷是生命的关键组成部分。液态水从月球的地下海洋喷出，形成含有冰冻海水颗粒的羽流。其中一些冰粒继续形成土星的E环。研究小组分析了来自E环中冰粒的卡西尼号航天器数据，这些数据揭示了来自土卫二海洋的可溶性磷酸盐的指纹。图片来源：卡西尼成像团队/SSI/JPL/SWRI/FREIE UNIVERSITÄT Berlin

　　在我们的太阳系中寻找外星生命变得更加令人兴奋。包括西南研究所的Christopher Glein博士在内的一组科学家发现了新的证据，证明土星卫星土卫二的地下海洋包含生命的关键组成部分。该团队使用美国宇航局卡西尼号任务的数据直接检测了来自月球冰雪覆盖的全球海洋的磷酸盐形式的磷。卡西尼号探索土星及其环和卫星系统超过13年。

　　“在2020年（2022年发表），我们使用地球化学模型来预测土卫二海洋中的磷应该很丰富，”地外海洋学的领先专家Glein说。他是《自然》杂志上一篇描述这项研究的论文的合着者。“现在，我们在从地下海洋喷出的羽流冰样本中发现了丰富的磷。

　　卡西尼号航天器发现了土卫二的地下液态水，并分析了从月球冰面裂缝喷发到太空的冰粒和气体羽流中的样本。卡西尼号宇宙尘埃分析仪对一类富含盐的冰粒的分析表明存在磷酸钠。该团队的观测结果以及实验室模拟实验表明，磷在土卫二的海洋中很容易以磷酸盐的形式获得。

　　磷酸盐形式的磷对地球上的所有生命都至关重要。它对于创造DNA和RNA，携带能量的分子，细胞膜，人和动物的骨骼和牙齿，甚至是海洋的浮游生物微生物组至关重要。正如我们所知，没有磷酸盐的生活根本不可能。

　　科学家推断，土卫二内部的苏打或碱性海洋（含有NaHCO3和/或Na2CO3）与岩石核心发生地球化学相互作用。地球化学模型和实验室实验表明，这种相互作用促进了磷酸盐矿物的溶解，使磷酸盐（例如HPO42-）随时可用于海洋中的潜在生命。卡西尼号发现的磷酸盐强烈支持了土卫二海洋适合居住的范式。图片来源：西南研究院

　　“我们发现月球羽流形成海水中的磷酸盐浓度至少比地球海洋高100倍，”Glein说。“使用模型来预测磷酸盐的存在是一回事，但实际上找到磷酸盐的证据是非常令人兴奋的。对于天体生物学来说，这是一个惊人的结果，也是寻找地球以外生命的重要一步。

　　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，在冰表层下有海洋的世界很常见。这样的世界包括巨型行星的冰冷卫星，如欧罗巴、土卫六和土卫二，以及冥王星等更遥远的天体。

　　像地球这样拥有表面海洋的世界必须位于与主恒星的狭窄距离范围内，以维持支持地表液态水的温度。然而，内部海洋世界可以在更宽的距离范围内发生，大大扩展了银河系中可能存在的宜居世界的数量。

　　“地球化学实验和建模表明，如此高的磷酸盐浓度是由于在土卫二和木星以外的太阳系中其他冰冷海洋世界中磷酸盐矿物溶解度增强的结果，”Glein说。“有了这一发现，土卫二的海洋现在已知满足了通常被认为是对生命的最严格要求。下一步很明确 - 我们需要回到土卫二，看看可居住的海洋是否真的有人居住。