土衛六,挖掘土衛六上的生命線索

科技 04-22

來源：互聯網 2016-04-22 15:34 評論：條

地球上的生命起源於海洋。美國康奈爾大學的科學家最新研究認為，土衛六上的生命形式同樣能夠存在於海洋。不同於地球的海洋，土衛六的海洋由液體甲烷和乙烷組成;不同於地球的生命形式，土衛六的生命形式可能是一種無氧的有機氮化合物，科學家暫將其稱為「含氮體」。美國宇航局則公布了一個用於探測土衛六液態甲烷和乙烷海洋中是否存在生命跡象的潛水機器人設計方案，非常新穎且富有創造性。

土衛六的海洋

曹奎

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土衛六上的甲烷湖

在已知的土星衛星中，土衛六是體積最大的，又被稱為「泰坦」星。迄今有4個航天器先後探測過土星，它們是先驅者11號、旅行者1號和2號以及卡西尼號，其中卡西尼號目前還在工作。它們都向地球發回大量數據資料，大大豐富了人類對土星和土衛六等衛星的認識。

卡西尼號於2004年7月1日進入環繞土星的軌道，它釋放的惠更斯號子探測器於2005年1月14日著陸於土衛六表面，進行了1.5個小時的探測工作。從惠更斯號在距離土衛六表面16千米處拍攝的照片上能夠清楚地看到一些深色線條，這可能是液體流動形成的河床。它們流入一片深色區域，該處或許是液態甲烷和乙烷的海洋，其中的淺色斑塊可能是島嶼。

2008年12月，卡西尼號對土衛六的探測也表明，在其冰凍的表面上，擁有液態甲烷和乙烷形成的海洋，類似於生命進化前的環境。2009年2月，科學家發現土衛六狂降甲烷雨，並在其南極形成了一個面積為3.4萬平方米的新的液體甲烷湖泊。這首次證明，土衛六可能也像地球一樣存在著活躍的「水文循環」，只不過其循環主角是碳氫化合物甲烷。同年11月，研究人員發現，土衛六北極的液體甲烷及乙烷湖泊所覆蓋的面積比南極多出20倍。由於北半球光照變強，2013年7月10日，卡西尼號發現了土衛六北半球的新秘密，例如被研究人員稱為「魔幻島」的神秘明亮物體。這個亮點位於土衛六的第二大海麗姬亞海。2014年8月21日，卡西尼號飛越土衛六時捕捉到的景觀表明，其北極海洋反射太陽光，反射點發生在土衛六上最大海洋克拉肯-馬雷的南部。這些亮點是土衛六上的甲烷和乙烷可能因夏季溫暖而活躍起來的跡象之一，這與地球上的湖泊應對季節變換的方式相似。

土衛六的生命線索

以前的觀測就發現，距離土星122萬千米的土衛六具有明顯的大氣。其大氣層厚度達2700千米，氣壓竟是地球的1.5倍。科學家們認為，它既有大氣就可能有生命。尤為突出的是，在太陽系各大行星及其衛星中，唯有地球和土衛六大氣中富含氮，顯得特別寶貴。它富含氮氣的大氣層既然含有甲烷雲和一種可以孕育生命的氬氰酸有機分子，就有可能依舊保存著早期地球大氣層演化的線索。

土衛六表面湖泊的主要成分是液體甲烷，其次是乙烷，在湖下冰殼深處則是由水和氨組成的海洋。生命存活的必要條件之一是有液體提供養分和幫助完成新陳代謝，由此推測土衛六具有孕育生命的環境。

2009年8月，巴西坎皮納斯國家光學同步實驗室的科學家獲得一項重要發現，他們在土衛六環境模擬模擬條件下獲得腺嘌呤分子，而腺嘌呤是組成DNA的4種鹼基之一，是構成生命的重要基礎。這一發現顯示，土衛六上具有存在生命的可能性。

用潛艇去探測土衛六

用無人潛艇深入土衛六甲烷和乙烷的海洋進行考察，乃是科學家設想的一個最新方案，雖然這個方案尚處於設計階段。

這個潛艇看起來像是一個早期的潛艇，實際卻是高科技的體現，因為它必須要在非常遙遠的極為寒冷惡劣的環境中開展各種探測工作。最有可能投放該潛艇的地點是極地海洋克拉肯-馬雷，探測數據發現這片海洋面積大約39.88萬平方千米，深大約160米。這片海不是靜止不動的，也有海流和潮汐。

美國宇航局希望該潛艇能夠在2040年飛往土衛六，屆時此舉將成為首開先河的深空探測方式。為了到達那裡，科學家設想了讓航天器先飛抵環繞土衛六運行的軌道，然後降低高度並拋掉保護罩，釋放出一種帶翼飛船在大氣層中飛行，先抵達土衛六預定表面，然後下潛到極地海洋，釋放出潛艇。

與潛艇的通信也是一個問題，研究人員設想了一個專用系統，能夠讓潛艇每隔16個小時上浮一次，使上部露出海面，然後再將無線電波信號傳回地球，通常從信號發出到地球接收要花費1.5小時。由此可知，地面發出遙控指令的時間也應與其露面時機相適應。作為一個海底探測器，它不能使用太陽能電池，所以研製團隊設想用熱輻射發動機作為推進器，還要開發一個特殊的活塞驅動型系統來防止鎮流器結凍。潛艇要用所攜帶的科學儀器在海洋中進行多種多樣的探測工作，從而獲得比較豐富的數據資料，能在海水中尋找表明生命曾經存在的化合物乃至原始生命。

種種跡象表明，土衛六的地表情況和大氣構成類似於地球40億年前的狀態，這對研究地球大氣層的形成和演化以及生命的起源具有重大意義。進一步的多種方式的航天探測，必將深化人類對相關問題的認識，尤其會幫助科學家們考察土衛六是否適合人類移民。相比於火星，首先，土衛六上有厚厚的大氣層，這是抵禦宇宙射線侵害的最有力的屏障;其次，土衛六遠離太陽，即使是幾十億年後太陽膨脹，也產生不了多大影響。同時，原本寒冷的土衛六將被膨脹的太陽的高溫加熱到人類可以接受的地步，再加上那時候土衛六上的大氣也將稀釋，其壓力已基本上適合類地生命存活，這裡將變成人類的又一個新的生活家園。以上這些，在火星上是很難辦到的，因為火星大氣過於稀薄，更重要的是，那時作為地球近鄰的火星也將會被膨脹的太陽所吞沒。由此可見，發展航天技術進一步探測土衛六的意義重大。

土衛六上的外星人有臭味

貝恩博士正致力於研究構成外星人生命的極端化學物質。土衛六上的生命是貝恩博士研究對象中一個非常奇異的代表。雖然從卡西尼號飛船發送回來的土星圖像看上去和地球相似，甚至比地球更有魅力，但是土星有厚厚的冰凍大氣層、橙色的煙霧。它離太陽很遠，其距離是我們與太陽間距離的十倍，而且土星是一個非常寒冷的地方，其表面溫度達到零下180攝氏度。在那裡水永久性地結成了冰，液體甲烷和乙烷是土星上唯一可得到的液體。所以土星上的生命與以水為生的人類相反，他們很可能是依靠甲烷為生的。

貝恩博士說，「生命需要液體，甚至地球上最乾燥的植物都需要水來進行新陳代謝。這樣來看，如果土衛六上有外星人存在，那麼他們的血液中一定含有液體甲烷，而不含水。這就意味著外星人整個身體的化學性質完全不同於人類，其化學分子一定是由更多種元素構成，其元素種類多於我們人類所使用的，但是外星人體內的化學分子更加密集，同時化學反應也更強烈。」貝恩博士還指出，在液體甲烷中進行新陳代謝，其分子構造要比陸地生物小一些。眾所周知，甲烷有臭雞蛋的味道，所以說土衛六上的外星人有臭味。

土衛六上的外星人「易爆」

貝恩博士說，「陸地生命大概有700種分子，但是找出這700種分子需要你有能力製造1千萬種分子，問題不是你是否能製造出這麼多的分子，而是你能否把它們聚合在一起來實現新陳代謝。」貝恩博士說，聚合就像在一個木材廠中尋找合適的木板做桌子一樣。他說，「理論上你只需要5塊木板，但是木材廠到處都是木料，還沒有找到組合成桌子的5塊木板。所以你要有超乎尋常的能力，能夠製造出更多的分子。因而土衛六上含有6原子的化合物會包括形形色色的化合鍵類型以及多種不同的元素，其中包括硫和磷，這對我們來說都是一些不穩定的結構，包括象硅一類的其他元素。」大家都知道，含有硫磺的物品易燃易爆，土衛六上的外星人身上含有硫等多種元素，所以這些外星人「易爆」。

能量是影響土衛六上生命類型的另外一個因素。太陽照耀在土衛六表面的強度只是地球表面日光強度的10%，土衛六上的能量很可能供應不足。

貝恩博士說，「快速運動或成長需要大量能量，從理論上來說，土衛六上可能存在著苔蘚一樣的生物體，但排除了猛禽生存的可能性。」無論土衛六上出現何種生命形式，但至少我們知道不會存在一個侏羅紀公園。

英國劍橋大學和美國麻省理工學院正在協助貝恩博士進行研究，貝恩博士將在蘇格蘭格拉斯哥召開的英國皇家天文學會上介紹他的研究成果。

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