在土卫二的海洋中充足的气体是潜在的燃料

根据华盛顿大学行星科学家的最新研究，土星卫星土卫二的地下海洋可能比先前已知的二氧化碳和氢浓度高，土壤pH值更高，可能提供有利于生命的条件。

领导研究员Lucas Fifer是地球和空间科学的华盛顿大学博士生，他说，如此高浓度的存在可以提供燃料 - 一种化学“免费午餐” - 用于生活微生物。或者，它可能意味着“周围几乎没有人吃它。”

关于土卫二海洋组成的新信息使得行星科学家能够更好地了解海洋世界的生活能力。菲弗说。

土卫二是一个小月亮，一个大约310英里(500公里)的海洋世界。由于pH，盐度和温度与地球海洋的相似性，其咸的地下海洋受到关注。卡西尼号太空船发现并研究了大量的水蒸气和冰粒，这些太空船从海洋向数百英里的地方喷射出来，通过土卫二的冰封表面的裂缝，让人们可以看到月球的地下海洋可能包含的东西。

但Fifer及其同事发现羽状物在化学上与它们以每小时800英里的速度喷出的海洋相同; 火山喷发过程本身改变了它们的构成。他正与ESS教员David Catling和Jonathan Toner合作。他们将于6月24日在贝尔维尤的天体生物学会议AbSciCon2019上展示他们的作品。

Fifer及其同事表示，这些羽状物为土卫二的全球地下海洋组成提供了一个“不完美的窗口”，羽流成分和海洋成分可能大不相同。他们发现，这是由于羽流分馏或气体分离，优先使羽流的某些成分爆发，而其他成分则留下。

考虑到这一点，该团队通过计算机模拟返回了卡西尼号任务的数据，该计算机模拟考虑了分馏的影响，以更清楚地了解土卫二内海的组成。他们发现了土卫二的羽状物与海洋化学之间的“显着差异”。他们发现，先前的解释低估了海洋中氢，甲烷和二氧化碳的存在。

“最好找到高浓度的气体浓度，”Fifer说。“如果海洋中的气体不丰富，那么生命似乎不可能逐渐消耗这种无化学午餐。”

与以前的研究相比，那些高水平的二氧化碳也意味着土卫二海洋中的土壤pH值更低，更像土壤。Fifer说，这对可能的生活来说也是好兆头。

“虽然有例外，但地球上的大多数生命最能生活或消耗近中性pH值的水，因此土卫二的类似条件可能会令人鼓舞，”他说。“而且他们可以更容易地将这个奇怪的海洋世界与更熟悉的环境进行比较。”

也可能存在高浓度的铵，这也是生命的潜在燃料。虽然高浓度的气体可能表明缺乏生物有机体消耗它，但弗弗说，这并不一定意味着土卫二没有生命。这可能意味着微生物的含量不足以消耗所有可用的化学能。

研究人员可以使用气体浓度来确定土卫二冰冷海洋中可能存在的某些类型的可能生命的上限。

换句话说，他说：“鉴于有这么多的免费午餐，生活可以吃到的最大数量仍然是我们看到的数量?这支持多少生命?”

他说，感谢卡西尼号，我们了解了土卫二的海洋以及那里存在的气体，盐类和有机化合物的类型。研究羽流成分如何变化可以教会我们更多关于这个海洋及其中的一切。

“未来的航天飞行任务将对羽状物进行采样，寻找生命迹象，其中许多只会受到喷发过程的影响，”Fifer说。“因此，了解海洋和羽流之间的差异现在将是一个巨大的帮助。”