有水有海有碳有甲烷，莫非土衛六上真的存在某種形式的生命？

裝備著類似直升機螺旋槳的著陸器探索土衛六的概念圖。圖源：NASA

天空呈橙色，再加上冰冷的沙丘和甲烷雲，聽起來很恐怖?不過別擔心，這可不是地球末日後的景象，而是土星最大的衛星土衛六在探測者眼中的樣子。雖然聽起來不像是天堂，但包括我在科羅拉多大學博爾德分校(University of Colorado Boulder)化學專業的同事在內的一些科學家都認為，土衛六與地球有很多共同點，值得研究。但是土衛六上真的存在生命嗎?至少現在，我們還不能打包票說一定有。

「卡西尼-惠更斯號」探測器的任務於2017年結束，關於土衛六的大部分信息都是由該探測器發掘的。來自環繞土星和「惠更斯號」飛行的「卡西尼號」探測器的數據證實了土衛六有水和大量含碳化學物質。而地球上的生命正是基於複雜的碳基化學物質形成的，比如DNA。根據對地球歷史的了解，在「原始湯」中發現水和含碳化學物質混合在一起可能是生命的正確配方(科學家認為，地球上的所有生物都源自同一種實體，一種30億年或40億年前漂浮在「原始湯」周圍的原胞)。NASA可能計劃2025年發射「蜻蜓」號探測器來探測土衛六，探測器將使用裝備有類似直升機螺旋槳的著陸器著陸。「蜻蜓」號的任務可以幫助我們了解自己的原始進化，甚至發現外星生命。

土衛六的一些特徵讓人想到地球。這裡有雲、有湖(儘管湖裡是油，而不是水)，甚至還有潮汐現象。就像在地球上一樣，土衛六的表面也會形成風暴。不同的是，土衛六上的風暴由甲烷構成，而不是水蒸氣。雖然土衛六的溫度遠高於絕對零度(約等於零下273.15攝氏度)，但它仍然是嚴寒之地，平均表面溫度約為零下179攝氏度;而且它的大氣密度很大，所以在這裡行走時不需要穿加壓太空服——只需要帶夠氧氣，多穿幾層衣服保暖就行了。

雖然科學家還不知道土衛六上是否存在生命，但「卡西尼-惠更斯號」探測器在土衛六上發現了一片被掩埋的鹽水海洋，這表明這裡很有希望存在「原始湯」。該探測器成功地找到了大海，但卻未涉足其中。電磁波，就像那些讓你的車載音響接收到你最喜歡的鄉村音樂的電磁波一樣，可以告訴科學家很多關於他們所經過的物質的信息。

在土衛六上，人們意識到電磁波只能通過在兩個導電層之間來回跳動而形成，比如，土衛六表面下的一片鹽水和帶電的大氣層這兩個導電層。這些電磁波產生的信號與地球上閃電出現時激起的信號相似;雖然土衛六沒有閃電，但當它環繞土星運行時，其磁場的變化也會產生類似的電磁波。發現的這片海洋位於土衛六表面以下65公里處，比地球上的最低點——馬里亞納海溝最深的地方還要深6倍。

這片被掩埋的海水能到達土衛六表面嗎?發現的證據表明，冰火山——噴出冰而不是熔岩的火山——可能是土衛六這片海洋和其表面之間缺少的一環。爆發的冰火山噴出的水可以與土衛六表面不同來源的碳混合。科學家已經證明，和這一反應類似的相互作用可以產生氨基酸，而氨基酸是構成生命所必需的物質。但是他們需要進一步確認冰火山是否存在，並同時尋找海水到達表面的其他途徑。「卡西尼號」探測器只能拍攝到疑似冰火山的照片，而「惠更斯號」探測器著陸點附近沒有探測到這類信息。

另一方面，「蜻蜓」號探測器可以探索冰火山可能存在的位置，並尋找因冰火山爆發而沉積在表面的冰殘留物。這些物質可能與土衛六朦朧大氣層中不同的含碳化學物質混合，形成生命正確化學組成的「原始湯」。

土衛六上碳的來源很多，碳是「原始湯」的另一種成分。

碳的其中一個來源是甲烷。甲烷是一種簡單的碳基化合物。在土衛六上，甲烷在大氣中占相當大的比例，形成了一層厚厚的霧。「卡西尼-惠更斯」號發現土衛六表面上湖泊的主要組分也是甲烷。土衛六上有一個類似地球水循環的甲烷循環：甲烷雨補給土衛六的湖泊，而湖泊又經蒸發後產生朦朧的甲烷雲。「卡西尼號」還拍攝了乾涸河道的照片，這些河道之前很有可能是用來運輸甲烷的。

但是圍繞著土衛六的甲烷霧有一個不解之謎：它根本就不應該存在。從土衛六表面蒸發的甲烷抵不上大氣中甲烷流失的速度，因為大氣中的甲烷不斷發生反應，用以形成其他化學物質。甲烷霧中所包含的甲烷應該在數百萬年前就已經不復存在了。

科學家們提出了幾種理論來解釋土衛六的甲烷霧。一種理論認為土衛六的大氣可能會周期性地坍縮，然後每1000萬年左右再生一次。「卡西尼-惠更斯」號還發現了海洋中充滿含碳化學物質的證據，這些化學物質可以蒸發並補給甲烷霧。但除非「卡西尼-惠更斯」號漏掉了一些，否則目前所發現的甲烷來源仍然不足以在土衛六上形成這麼厚的甲烷霧。

冰火山被認為是氣態甲烷的另一個可能來源。他們可以把地下含碳化學物質的儲藏庫與大氣連接起來。甲烷主要是由地球上的細菌產生的(想想牛的屁)，所以在土衛六上觀測到的甲烷很可能來自某種形式的生命。

「蜻蜓」號探測器將在土衛六表面上更靈活地活動，因此它在尋找甲烷方面比「卡西尼-惠更斯」號更有優勢。它甚至可能會發現冰火山，還能用於尋找更深層的碳沉積和能產生甲烷的生命跡象。通過觀察土衛六上不同地點的土壤和空氣成分，科學家可以確定任何有助於解釋甲烷這一不解之謎的地質特徵。

由於土衛六深埋的海洋、極低的溫度，如果這裡真的存在生命，那可不像是會在公園裡散步的生命形式。但是土衛六確實有形成生命的基礎：水和不同來源的碳。「卡西尼-惠更斯」是探索土衛六的一個開端，現在仍有許多謎團有待解決，從土衛六上的甲烷霧到冰火山是否存在等問題。如果土衛六上確實存在能產生生命的「原始湯」，那就讓我們希望「蜻蜓」號探測器找到它吧。

——Kristina Vrouwenvelder

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！