土星卫星上的热带湖泊可能扩大生命的可能性

土卫六赤道湖泊可能由地下液态甲烷补给,这可能成为生命的摇篮

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来自 《自然》 杂志

在土星卫星土卫六干燥的赤道地区沙丘中,似乎有一个碳氢化合物湖泊。卡西尼号宇宙飞船的观测表明,液态甲烷绿洲(可能是生命的摇篮)位于月球表面之下。这项研究今天发表在《自然》杂志上。

除了地球,土卫六是太阳系中唯一一个以雨水和蒸发循环液体的固体天体,尽管在土卫六上,这一过程是由甲烷而不是水驱动的。


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这个循环预计会在月球的两极附近形成液体,而不是在其沙丘覆盖的赤道附近,卡西尼号的测量结果表明,那里的湿度水平很低,很少有雨水落到地表。“赤道带就像地球上的沙漠,那里的蒸发量超过了降水量,”纽约伊萨卡康奈尔大学的天体生物学家乔纳森·卢宁说。

那里的任何地表液体都应该蒸发并被输送到较冷的两极,在那里它应该凝结成雨水。“极地的湖泊很容易解释,但热带地区的湖泊则不然,”亚利桑那大学图森分校的行星科学家凯特琳·格里菲斯说。事实上,卡西尼号已经在土卫六的两极地区发现了数百个湖泊和三个海洋。

现在,格里菲斯和她的同事认为,他们在2004年至2008年间卡西尼号的观测中发现了一个热带湖泊——长约60公里,宽约40公里,深至少1米。它在七个近红外波长下呈现为黑色斑点,这些波长可以相对畅通无阻地穿过月球厚厚的大气层,而大气层会阻挡可见光。

深不可测的洞穴
该团队还发现了四个较小、较亮的斑点,格里菲斯说,这些斑点可能是“类似于地球上沼泽的较浅池塘,深度大约到膝盖或脚踝”。由于土卫六上的热带湖泊应该在短短几千年内蒸发殆尽,研究人员认为,这些池塘和湖泊正在被地下液态甲烷的绿洲所补充。

这将扩大月球上可能起源生命的地方的数量。甲烷由一个碳原子和四个氢原子组成,是土卫六上发现的更复杂有机分子的来源。“在液态碳氢化合物中可能发生有机化学过程,这可能导致类似于蛋白质和信息携带分子的化合物,”卢宁说,他没有参与这项工作。“可能存在一种在液态碳氢化合物中起作用的生命。”

卢宁和格里菲斯是美国宇航局一项旨在寻找这种复杂化学物质的拟议任务的成员,该任务名为土卫六海洋探测器 (TiME)。TiME 探测器将在土卫六北极地区附近的利吉亚海漂浮三个月,用质谱仪测量其化学成分。

但是,如果该任务(其命运将很快由美国宇航局决定)改为降落在热带湖泊中呢?卢宁说,不会。他指出,多项证据——包括明显的雷达信号——表明极地地区充满了液态碳氢化合物湖泊和海洋。到目前为止,关于热带特征的证据较少。“其他恰好在这些波长下看起来是暗色的东西”,例如固态有机化合物,可能会模仿湖泊,他说。

只有 17% 的赤道地区表面积在高分辨率下进行了分析,才能发现这些小特征,但卢宁说,低分辨率的观测结果表明,热带湖泊相对较少且相隔甚远。不过,土卫六上的绿洲的想法吸引了他。“土卫六上有一个地方叫世外桃源,如果你回到柯勒律治关于世外桃源的诗歌,他谈到了‘深不可测的洞穴’,”卢宁说。他补充说,他很想在土卫六上找到这样充满甲烷的洞穴。

本文经 《自然》 杂志许可转载。该文章于 2012 年 6 月 14 日首次发表

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