土衛二就是人類發現土星的第二顆衛星，現在從大小個頭上排列，土衛二在土星衛星排行中為老六。截止到2019年，人們已經發現了土星有82顆衛星，比木星79顆還要多幾顆，是太陽系衛星最多的行星。

經過探索和分析，科學家普遍認為在太陽系可能存在生命的星球極少，行星只有火星可能性較大，其余的就是幾顆衛星了，大致有土衛二、土衛六、木衛三。土衛二被排最前面，是因為其上面有大量的液態水。

發現之旅

(資料圖片)

土衛二在幾顆地外生命備選衛星中，是最小的一顆，直徑只有約500公里，只有土衛六的約十分之一。由于其體積較小，且遠離太陽，反照率極高，達到1.38（地球只有0.37），因此太陽的能量全部被發射，導致土衛二表面溫度極低，只有75K（-198℃）。

過去的科學家們認為，這顆被厚厚冰層覆蓋的星球，由于其內部能量太小，難以支撐液態水長期存在，生命存在的可能性較小。但上世紀NASA（美國航空航天局）發射的旅行者一號和二號姊妹探測器，有了驚人發現。

這兩艘無人探測器分別于1980年和1981年掠過土星，尤其旅行者二號，以據土衛二表面8.7萬公里的更近距離掠過，獲得了土衛二清晰圖像等大量資料，科學家們從其表面隕石坑分布狀態以及一些年輕地貌，推測這顆星球內部還有較強的能量活動，引起了世界科學界的轟動。

為了進一步弄清土衛二的狀態，NASA在1997年又發射了卡西尼號無人飛船，于2004年到達環繞土星的軌道。作為最重要觀測目標，卡西尼號多次不同距離飛掠土衛二，最近時距離其表面只有50公里，通過對這顆星球全方位考察，發現了眾多令人驚詫的事實。

土衛二表面有豐富的老虎紋，也就是表面存在多條平行的裂縫，說明土衛二上還有豐富的地質活動。土衛二的表面，還有眾多的冰火山，噴出的羽流高達250千米。卡西尼號掠過這些羽流獲取了樣本，經過化學分析，發現里面存在豐富的無機和有機物，包括碳、氫、氧、氮、硫等及其化合物。

這些發現預示著土衛二存在一個很深的地下海洋，并存在熱源環境，具備生命存在的環境。由此，土衛二被認定為太陽系最有可能存在地外生命的星球之一。

但一直以來，生命存在的六大基本元素之一的磷沒有發現。在地球上，磷被普遍認為是限制生命起源和生物規模的關鍵營養元素。那么，土衛二的海水中到底有沒有磷的存在呢？會不會由于磷元素的存在而限制土衛二生命的起源和宜居呢？

這個問題一直困擾著科學界，科學家們希望能找到這個生命存在條件的最后一塊拼圖。

中國科學家通過建模研究，完成了生命存在條件的最后拼圖

在地球海水中，磷往往以正磷酸（HxPO4-）的形式存在，且溶解度極低，只有10^-7molal。土衛二的海水被認為具有堿性，pH在8.5~11之間，且有大量的H2被還原。這種迥異的海水化學對磷化學會產生什么影響呢？弄清這個問題，是土衛二海水中有沒有磷存在的關鍵。

中國科技大學地球和空間科學學院研究員郝記華，與美國西南研究院的克里斯托弗·格林研究員等學者合作，通過對NASA已發布的卡西尼號探測器發回的資料解讀，構建了一個土衛二冰下海洋水-巖相互作用模型，模擬出了土衛二海水化學環境。

研究結果表明，在土衛二特殊海洋環境下，磷依然會以正磷酸鹽的形式存在，而且可以達到10^-5到10^-3molal的含量，高于地球海洋含磷濃度幾個數量級。這是由于土衛二海水堿性和高碳酸根的特征，導致堿土及過渡金屬元素含量很低，從而提升了磷酸鹽礦物的溶解度。

這種現象已經在地球上很多具有堿性和高碳酸根的湖泊中得到證實。根據這個模型，可以認為土衛二水體中含有豐富的溶解態磷酸根，能夠支持那里的微生物起源和繁衍。這項研究成果發表在國際一流學術期刊《美國國家科學院院刊》上，首次揭示了土衛二存在生命關鍵營養元素磷，填補了土衛二海洋宜居性研究的空白。

這個成果可以認為是尋找土衛二生命存在條件的最后一塊拼圖，意義重大。項目研究以中國學者為主，得到中國科技部、中科院、中國科技大學的扶持和經費資助。因此，發表的論文第一通訊作者為郝記華，第一通訊單位為中國科技大學。

那么，土衛二到底會存在什么樣的生命呢？

土衛二幾乎就是一個冰球，其表面被耀眼的白色冰層包裹，是太陽系反照率最高的星球，因此十分寒冷。土衛二表面遍布著一些冰川山巒和溝壑，一些大峽谷長約200公里，寬約5~10公里，深約1公里。

在土衛二表面，尤其是南極地區，存在一些不斷噴發的“火山”，但噴出的不是熾熱的熔巖，而是冰屑、水和易揮發的氣體，形成數百公里高的羽狀物，在土衛二上空形成氣體云。卡西尼號穿越這些氣體云和羽流，獲取了云體樣本。

通過搭載的科學儀器分析后發現，羽流和云體主要為水蒸氣，還包含少量的分子態氮、甲烷和二氧化碳。科學家們把這些不斷噴發的“火山”稱為“冰火山”，噴發的物質稱為“冰羽流”。

正是這些現象，讓科學家們懷疑土衛二冰凍的表層下有一個巨大海洋，這個海洋位于土衛二表面20~30公里的冰層下面，保守估計深達10~20公里，有的估計可達65公里，并且在海洋深處的地核中，還有能量活動。

而地球的海洋深度平均只有3.6公里，與土衛二相比實在不值一提。研究發現，土衛二海洋中具備著生命存在的各種元素，郝記華等人的研究成果，又為生命存在的元素彌補上了最后一塊拼圖。

但即便如此，土衛二存在生命的可能性畢竟還只是個假設，到底存不存在還需要未來進一步的探測求證。NASA有計劃在未來派出一個降落到土衛二表面的專門探測器，鉆透厚厚的冰層，讓AI深入到海洋中一探究竟。

目前，NASA的科學家們還在繼續分析早已殉職的卡西歐探測器之前發回的資料，據說有其在土衛二冰羽流中取得的一滴水的分析，會不會從中找到生命跡象，還不得而知。不過科學家們普遍分析，土衛二上即便存在生命，也是很低級的生命，就像地球深海熱泉噴口附近的那些低等生物，而且很可能與地球生命模樣完全不同。

因此，期望值不要太高，那里不太可能存在地球陸地動物之類的高等生物，更別談什么外星人文明了。不過，即便在土衛二找到了一個細菌或細胞，也將是一個驚天突破，宇宙生命史就要改寫，這一點還是值得期待的。

因為，迄今為止，科學家們幾乎窮盡一切，還沒有發現任何地外生命的一根毛。今天就說到這，感謝閱讀，歡迎討論。

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標簽： 科學家們 卡西尼號 中國科技大學