SwRI 首席科学家 Christopher Glein 博士是从土星小卫星土卫二的地下海洋中发现磷的团队的一员，磷是生命的关键组成部分。液态水从月球的地下海洋喷出，形成含有冰冻海水颗粒的羽流。其中一些冰粒继续形成土星的 E 环。该团队分析了 E 环中冰粒的卡西尼号航天器数据，这些数据揭示了来自土卫二海洋的可溶性磷酸盐的指纹。图片来源：Cassini Imaging Team/SSI/JPL/ SWRI/ Freie Universität Berlin
西南研究所帮助找到了月球冰面下液态水海洋中磷的证据。
(资料图片仅供参考)
研究人员利用来自美国宇航局卡西尼号任务的数据，在土星卫星土卫二的地下海洋中发现了磷酸盐形式的磷，这是生命的重要组成部分。磷的浓度至少比地球海洋高 100 倍，这使它成为寻找地外生命的一个激动人心的发现。这些发现强化了这样一种观点，即除了像地球这样的地表海洋世界之外，整个太阳系冰雪覆盖的海洋世界都具有潜在的宜居性。
在我们的太阳系中寻找地外生命变得更加令人兴奋。包括西南研究所的克里斯托弗·格莱因博士在内的一组科学家发现了新的证据，证明土星卫星土卫二的地下海洋包含生命存在的关键组成部分。该团队使用来自美国宇航局卡西尼号任务的数据直接检测到来自月球冰雪覆盖的全球海洋的磷酸盐形式的磷。卡西尼号探索土星及其环和卫星系统超过 13 年。
“在 2020 年（发表于 2022 年），我们使用地球化学模型预测土卫二的海洋中应该富含磷，”地外海洋学领域的知名专家 Glein 说。他是《自然》杂志上一篇描述这项研究的论文的合著者。“现在，我们在从地下海洋喷出的羽状冰样本中发现了丰富的磷。”
卡西尼号宇宙飞船发现了土卫二的地下液态水，并分析了从月球冰面裂缝中喷出到太空的冰粒和气体羽流中的样本。卡西尼号宇宙尘埃分析仪对一类富含盐分的冰粒的分析表明存在磷酸钠。该团队的观察结果以及实验室模拟实验表明，磷在土卫二的海洋中很容易以磷酸盐的形式存在。
科学家们推断，土卫二内部的苏打水或碱性海洋（含有 NaHCO3 和/或 Na2CO3）会与岩心发生地球化学相互作用。地球化学模型和实验室实验表明，这种相互作用促进了磷酸盐矿物的溶解，使海洋中的潜在生命容易获得磷酸盐（例如 HPO4-2）。卡西尼号发现磷酸盐有力地支持了土卫二海洋适合居住的范例。图片来源：西南研究院
磷酸盐形式的磷对地球上的所有生命都至关重要。它对于人类和动物的DNA和RNA、携带能量的分子、细胞膜、骨骼和牙齿，甚至是海洋浮游生物微生物组的产生至关重要。没有磷酸盐，我们所知道的生命根本不可能存在。
“我们发现月球羽流形成海水中的磷酸盐浓度至少比地球海洋高 100 倍，”Glein 说。“使用模型预测磷酸盐的存在是一回事，但实际上找到磷酸盐的证据令人难以置信地令人兴奋。这对天体生物学来说是一个惊人的结果，也是寻找地外生命的重要一步。”
过去 25 年行星科学最深刻的发现之一是，在我们的太阳系中，表面冰层下有海洋的世界很常见。这样的世界包括巨行星的冰卫星，如木卫二、土卫六和土卫二，以及更遥远的天体，如冥王星。像地球这样有地表海洋的世界必须与宿主恒星保持在一个狭窄的距离范围内，以维持支持地表液态水的温度。然而，内部海洋世界可以出现在更广泛的距离范围内，从而大大增加了银河系中可能存在的可居住世界的数量。
“地球化学实验和建模表明，在土卫二和木星以外的太阳系其他冰冷海洋世界中，磷酸盐浓度如此之高是由于磷酸盐矿物溶解度增加所致，”Glein 说。“有了这一发现，现在已知土卫二的海洋可以满足通常被认为是生命最严格的要求。下一步很明确——我们需要回到土卫二，看看可??居住的海洋是否真的有人居住。”
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