本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
如果说行星科学有什么可预测之处，那就是它的不可预测性。土星卫星土卫二的非凡故事是这一特性的最佳例证之一。这个闪耀着白色光芒、反射率极高的水冰球体，可以轻松地容纳在得克萨斯州的边界之内，质量约为珠穆朗玛峰的 10 万倍，直到最近，它还只是环绕巨大环状气态巨行星的 62 颗卫星之一。这一切在 2005 年发生了改变，当时卡西尼号任务探测到从土卫二南部平原喷射出非凡的羽状物，这些羽状物似乎是富含水的物质。
自从那次发现以来，这个不起眼的岩石和冰球体已成为关注的焦点。土卫二远非太阳系形成年代的惰性纪念物，而是在地球物理学（冰冻物理学）上是活跃的。虽然其表面温度平均为寒冷的 75 开尔文（-320 华氏度），但其冰层中存在巨大的裂缝状区域，温度可能会升高很多。事实上，大约 16 吉瓦的热能从土卫二的内部涌出，集中在这些区域。这与卡西尼号探测到的 500 公里高的羽状物底部相吻合。
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直接的兴趣在于，这种活跃的低温火山活动（暂且用这个不太具体的术语）是否表明存在一个含有液态水的地表下环境。我们为什么要关心？我们之所以关心，是因为液态水对地球上的生命至关重要。它既是一种独特且用途极其广泛的生物溶剂和化学介质。它也是我们星球范围内的地球物理学和大气循环的关键成分。总而言之，液态水可能成为宇宙中其他地方生命栖息地的潜在标志。此外，在地球上，我们正在发现越来越多的环境，生命在这些环境中存在和繁荣，并且几乎不在乎我们自己享受的那种温带阳光普照的生活方式。地表下生命实际上可能统治我们的星球，因此，当我们嗅探其他地方生物的迹象时，其他世界可见地表下的条件是首要关注的问题。
精确地发现土卫二上和内部正在发生的事情是一个巨大的挑战。然而，巧妙地使用卡西尼号探测器使我们不仅能够观察冰羽，而且实际上能够飞越足够多的冰羽，以探测到单个物质颗粒的砰砰声，并测量其一般化学成分。这些采样突袭证实了羽状物的水性成分，并表明可能存在简单的碳氢化合物和氨。这些数据共同暗示了物质起源的一些潜在情景，包括一些实际上不需要大量液态水的情景。
现在，Postberg 等人在《自然》杂志上报道的一项新研究似乎已敲定了液态水（大量液态水）的案例。他们对羽状物成分和结构的分析揭示了靠近卫星表面的高盐度羽状物成分。钠盐和钾盐通过与岩石接触很容易溶解到水中——正如地球上发生的情况一样。这种富含盐的水的细节指向了一个起源，即直接从暴露的液体蒸发到太空。就好像卡西尼号飞越了当您躺在海滩上时雾气弥漫在太阳镜上的咸味喷雾。
这意味着在卫星表面深处确实存在一个重要的海洋，一直延伸到富含盐分的岩石核心。在这个海洋之上，有一层厚厚的冰层——可能深达 80 公里。地壳中的裂缝允许加压的海水向上渗透，最终形成薄薄的冰冻覆盖层。重力潮汐或冰构造的挤压可以暂时打破最外层，使海水喷射到太空。
虽然这不太可能是定论，但看起来微小的土卫二可能拥有我们可能期望找到地下生物圈的所有成分；液态水、化学资源，以及可能来自岩石核心的放射性成因能量供应。这就引出了下一个大问题，这样的生物圈实际上能否在原位起源和进化？
可以公平地说，我们甚至不知道我们自己的地球地下生物圈实际上是起源于地球表面之下，还是迁移到那里（甚至可能来回移动）。尽管我们家园行星上的生物体在生活方式上存在着令人难以置信的多样性和差异——从光合作用到化学自养（利用基本的环境化学物质（如氧化作用）来驱动新陈代谢，也称为食物链的底部），但生命的共同基础似乎就是这样，我们所有人都是共同的。但我们不知道在地球生命 40 亿年的历史中，不同环境的相对重要性。这使得我们极难猜测生命是否能在土卫二这样的冰冷小玩意中永远被困住而起源和生存，或者像这样的地方是否可能缺少一些关键成分——像地球表面这样的临时可选环境——这是配方所必需的。
我们更有理由去找出答案，如果我们能够的话。探测像土卫二这样令人难以置信的天然试管中是否存在生命，可以为我们提供关于地球上生命本质的独特而基本的线索，就在我们脚下。如果关于我们起源之谜的最后一块拼图不是来自热带岛屿上潮湿的潮汐池，而是来自太阳系深处一颗冰冻卫星的冰冷内部，那将是故事的一个非常美妙的转折。
图片来源：NASA/JPL/SSI