土衛二羽狀噴流中無法解釋的大量甲烷,可能來自海底熱泉附近微生物

作者 | 發布日期 2021 年 07 月 08 日 13:45 | 分類 天文 Telegram share ! follow us in feedly


土衛二雖然看起來一片冰冷,但科學家相當著迷從土衛二地表噴出的巨大羽狀噴流。卡西尼號探測器曾探測這些噴流含甲烷與複雜有機物質,前者含量高到無法靠任何非生物化學過程解釋,美國亞利桑那大學團隊於是試著建模,指出土衛二地下海洋深處存在未知甲烷產生過程,可能與生物有關。

土衛二恩克拉多斯(Enceladus)雖然是表面被冰覆蓋的衛星,但地下或許相當熱鬧。NASA 卡西尼號探測器於 2014 年發現土衛二南極地底存在液態海洋的證據,厚度約 10 公里;南極附近冰火山還會向太空噴出含有大量水氣與其他揮發物的羽狀噴流,噴射量約每秒 200 公斤,與地球海底火山口相關的某些分子濃度相對較高,比如甲烷與二氧化碳,尤其甲烷含量特別讓人意外。

科學家已確定,沒有任何已知過程可產出土衛二羽狀噴流觀察到的甲烷量,這代表可能來自另一個未知化學過程或微生物。

亞利桑那大學生物學家 Regis Ferriere 團隊想知道,專門吃二氫(dihydrogen)並產生甲烷的類地微生物能否解釋卡西尼號探測到的大量甲烷,於是模擬了土衛二各種環境條件,引入假設的產甲烷微生物,接著分析海底熱泉是否可為微生物提供足夠的二氫進食、溫度是否適合生存、微生物又會對周圍環境帶來什麼影響──如羽流中的甲烷濃度,最後將模擬結果與卡西尼號實際檢測到的數據進行比較。

研究表明,土衛二地下海洋深處的條件確實有利微生物生存,更有趣的是,只有當生物源添加到模型時,甲烷含量才與實際觀察結果匹配。

當然,團隊並非結論指出土衛二的海洋有生命,只是由微生物產生甲烷的前提能與真實數據相容,換句話說,我們不能將外星生命假說視為不可能的事情並丟棄,想排除土衛二的生命可能性,就需要更多任務佐證;也可能地下海洋還有其他未知化學過程在運作,要解開這道謎題,天文學家只能繼續研究這個迷人的世界。

新論文發表在《自然天文學》(Nature Astronomy)。

(首圖來源:NASA

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