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太阳系里哪里在寻找生命

Miqo 编辑部 · 1 个来源

为什么寻找水,而不是生命本身

我们只会识别一种生命,也就是我们自己的生命。在这种生命中,水充当溶剂,碳构成分子骨架,而能量流让化学反应远离平衡。针对这些特征,我们可以造出仪器,把它送到10亿千米之外。但面对“如果那里的一切都完全不同呢”,我们无法造出对应的仪器。所以,寻找生命的策略直白地说就是“跟着水走”。

很长时间以来,人们认为液态水只存在于太阳周围一条狭窄的地带:再近一些会沸腾,再远一些会结冰。木星和土星的卫星推翻了这个看法。加热它们的不是光,而是潮汐:巨大的行星会拉伸、挤压运行在椭圆轨道上的卫星,内部摩擦释放热量,于是冰层下得以维持一片咸水海洋。热量从下方,也就是岩石内部传来。候选地点越来越多,人们开始用同一套标准逐一检查它们。

  1. 找到水。 不是冰,也不是蒸气,而是液体。重力、磁场,以及表面对潮汐的响应方式,都能透露它的存在。

  2. 找到能量。 几千米厚的冰层下没有光,所以一定有别的机制在起作用:潮汐热,或水与热岩石发生的反应。

  3. 找到化学物质。 碳、氮、磷、盐类,这些都是构成分子的原材料。人们会在喷流和古老湖泊的沉积物中寻找它们。

  4. 捕捉非平衡状态。 一种气体如果很快会分解,却仍然存在,就说明有什么东西在不断补充它。这还不是生命,但足以成为靠近观察的理由。

4个地点:火星和3颗冰卫星

火星是这4个地点中唯一能降落并挖掘的地方。表面没有液态水:大气太稀薄,水会沸腾并以蒸气形式逃逸。不过,痕迹还在:火星车行驶在通常由静水留下的层状沉积物上,并把样本封存起来,希望有一天能把它们带回地球。

木卫二、土卫二和土卫六的结构不同:它们都有海洋,但海洋藏了起来。区别在于冰盖的厚度,而这决定了抵达水有多难。

土卫二,南极约5千米冰层
木卫二约20千米冰层
土卫六约100千米冰层

这些数字是近似值:冰层厚度是通过重力,以及潮汐使表面发生形变的方式间接测量的。但土卫二的优势不只是冰层薄。在它的南极,地壳已经裂开,海洋以蒸气和冰尘喷流的形式喷入太空。“卡西尼号”曾穿过这股喷流,其数据发现了盐类、有机物、分子氢,后来还发现了磷酸盐。这些迹象表明,下方的水与热岩石接触。土卫六则正好相反:它的河流和湖泊就在表面,只不过由甲烷构成,而水则深藏在地下。

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来源

  1. 依据“卡西尼号”和“伽利略号”任务、关于土卫二喷流成分的研究(分子氢:《科学》,2017年;磷酸盐:《自然》,2023年),以及Europa Clipper和JUICE任务计划。