「土衞二」發現高濃度磷 齊備孕育生命6元素 人類尋找外星生物一大進展

2023-06-16 00:53

「卡西尼號」土星探測器2005年拍攝的土衞二照片,顯示其南極冰殼現巨大裂縫。路透社
「卡西尼號」土星探測器2005年拍攝的土衞二照片,顯示其南極冰殼現巨大裂縫。路透社

一個國際科學家研究團隊周三在科學期刊《自然》發表報告稱,他們在土星衞星「土衞二」內部海洋噴出的冰粒中,發現高濃度的磷,這是首次在地球以外的海洋中發現磷,也是首次在地球以外的海洋,發現齊備孕育生命必須的6種元素,即碳、氫、氮、氧、磷、硫,是人類長期探索外星生物的一大進展。

美國太空總署(NASA)的「卡西尼號」土星探測器1997年10月發射升空,2004年抵達環土星軌道,繞行土星、土星環和土星衞星。它於2017年任務結束時,衝入土星這個巨大氣體行星的大氣層中燃燒掉。土衞二(Enceladus)南極冰殼呈現出巨大的裂縫,使地下海洋的水以間歇泉的形式噴射到太空中,形成了一股富含鹽的冰粒羽流(冰晶)。「卡西尼號」數次飛掠土衞二時,對這些顆粒進行了採樣。

由德國科學家領導的國際科學家團隊,分析了「卡西尼號」收集的數據,發現土衞二的海洋中存在磷,以水溶性磷酸鹽的形式存在,其濃度至少是地球海洋中磷濃度的100倍。他們表示,這些磷酸鹽是富含碳酸鹽的液態水,和土衞二海底岩石礦物相互作用的結果。磷是DNA和RNA的重要組成部分,也是地球上所有生命形式的細胞膜和載能分子的重要組成部分,存在於人、動物和海洋浮游生物的骨骼及牙齒中。

土衞二是土星的第6大衞星,直徑約500公里,表面被冰層覆蓋。此前研究顯示,土衞二含有6種生命基本構成元素中的碳、氫、氮、氧、硫,唯獨未發現磷。領導這項研究的柏林自由大學行星科學家波斯特貝格指出,這是首次在地球以外的海洋中找齊6種生命基本元素(CHNOPS)。在其他天體上發現與孕育地球生命相同的環境,人類對外星生物的長期搜尋,因而可得到重大推動。CHNOPS加入水和能源,便是地球上的生物化學基礎。

土衞二南極地下海洋的水從冰殼裂縫噴射而出,形成冰粒羽流。路透社
土衞二南極地下海洋的水從冰殼裂縫噴射而出,形成冰粒羽流。路透社

共同研究員、美國德州的行星科學家格萊恩說:「這種關鍵成分(磷)可能足夠豐富,足以支持土衞二海洋中的生命存在。這對天體生物學來說是驚人發現。」同樣的環境可能還存在於土星的其他衞星及冥王星等多個天體上。日本共同社引述東京工業大學教授關根康人說:「地球生命的身體組成部件或許普遍存在於宇宙中。」

儘管如此,科學家強調,磷、複雜有機化合物、水和其他生命基本組成部分的存在,只是證明土衞二宜居,而非確實有生命存在。格萊恩說:「生命是否可能起源於土衞二的海洋,仍是一個懸而未決的問題。」他說:「下一步是明確的,我們需要回到土衞二,看看可居的海洋是否真的有生物居住。」

卡西尼號2011年在一幅照片中拍攝到土星的五顆衞星。網上圖片
卡西尼號2011年在一幅照片中拍攝到土星的五顆衞星。網上圖片

「卡西尼號」發現的地下海洋,有利微生物生存,使土衞二成為太陽系中地球以外宜居潛力最高的星球。另一個則是木星衞星「木衞二」(Europa),相信其冰雪封凍的地表下也蘊藏着液態海洋,也可能有整套的CHNOPS元素。

綜合報道

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