土卫二上的冰下海洋可能含有多种化学物质 或可孕育微生物群落 | {$randkws}热点解读 并且土卫二也靠近土星E环

土卫二上的冰下海洋或许含有各式化学物质 或可孕育微生物群落
（神秘的地球uux.cn报导）据新浪技术（匀琳）：国外传媒报导，当NASA的旅行者1号探测器来到土星的卫星土卫二时，他们目睹的是一个年轻、表面光洁、冰层覆盖的星球。土卫二表面的笔记本电脑专题有些若干较为古老，并且还有环形坑，但是在其他若干可以很显著地看出地表有新近的促销。有明确的证据表明，土卫二的地质促销曾经较为活跃。并且土卫二也靠近土星E环，所以科学家们觉得，土星E环中的物质或许来自于土卫二，进一步表明土卫二上存在地质促销。
自此之后，我们已然对这颗冰雪覆盖的星球有了更多的知晓。差不多可以肯定的是，在土卫二冰冷的地表下面，有一个温馨的含盐冰下海洋，使其变成寻找生命的有些生活，生活不会辜负认真的人一个首要目的地。卡西尼-惠更斯号探测器在土卫二的冰下海洋的羽流中测试到了分子氢——微生物的一种潜在食物来源。这一察觉，让人们着手研究，土卫二上是否或许有生命存在。
如今，一篇新的论文使用使用建模去弄明白土卫二上的化学物质。论文背后的探究团队强调，土卫二上的地冰下海洋或许含有各式化学物质，或可孕育微生物群落。
随着在太阳系内其他星球上寻找生命的岗位持续合作，土卫二也越来越具有潜力。土卫二是土星的第六大卫星，直径约500公里。在冰封的地表下面，土卫二似乎隐藏着一个全球海洋。这片海洋或许是温馨的盐海，并包含一些令人感兴趣的化学物质。依据新的探究，这些化学物质或许可以经由数种途径维持生命。清晨2024欧洲艺术片，背后原因值得深思
这篇论文题为“氧化过程使土卫二的代谢途径多样化”。论文的第一作者为德克萨斯大学圣安东尼奥分校的物理与天文学系博士学子克里斯汀·雷。雷也是西南探究所空间科学与工程部门的探究员。探究首要受到卡西尼在土卫二羽流中察觉分子氢这件事的启发。
论文第一作者克里斯汀·雷说：“卡西尼号在羽流中察觉的分子氢说明，土卫二的海洋中有可用的自由能。在地球上，好氧生物会消耗葡萄糖和氧气等有机物质中的能量来形成二氧化碳和水。厌氧微生物可以代谢氢形成甲烷。所有生命，归根结底，都可以简化为，与氧化剂和还原剂化合物之间的不平衡状态有关的化学反应。”
雷谈及的不平衡状态可形成对生命至关重大的能量梯度。能量梯度允许生物体与所处生态开展能量交换。围绕这些梯度的化学过程对生物的许多方面都相当重大，例如光兴办用和呼吸。一个处于平衡状态的操控系统不存在能量梯度，从而难以维持生命。最新小米旗舰排行
当卡西尼号在土卫二的羽流中察觉分子氢时，人们很轻松联想到地球上的深海热泉。在这些热泉口，氢为全部生态操控系统提供能源。人们进而马上着手猜想，土卫二上是否也有相似的状况。
可是，这篇新论文探究地更为透彻。论文作者期盼弄清楚，土卫二上的海洋是否还有其他有利于生命生存的代谢途径。
雷说：“我们想得知，在土卫二的冰下海洋中，是否还有其他类型的代谢途径可以提供能量来源。由于其他类型的代谢途径会依赖一组我们在土卫二羽流中尚未察觉的氧化剂。所以，我们使用用化学建模，来确定土卫二的海洋和岩芯中的生态是否扶持这些化学过程。”
针对土卫二和生命而言，能源的可用性至关重大。论文作者写道，“可用于代谢反应的化合物必须以不平衡的浓度存在，这样生物才能从生态中摄取能量，以促使操控系统达到平衡状态。”
卡西尼号让我们得知，分子氢的存在，说明至少有一种代谢途径。土卫二上已然有生成甲烷所必须的化学物。分子氢被二氧化碳氧化后，可生产甲烷。这种化学反应在地球上很普遍，含有在我们的肠道里。
由于土卫二附近没有空间探测器，探究人员无法获得他们所需的资料类型。所以，探究团队挑选使用建模的方式来寻找答案。他们期盼得知，土卫二上是否有除二氧化碳以外的氧化剂存在，可以为生命提供其他的代谢途径，或许这些化学物质不在卡西尼号的测试范围内。
这项探究真正留意的实际上是能量与生物之间的关系。以便探索土卫二上，能量与生物之间的关系，论文作者首要侧重两个核心概念：化学亲和力和能量通量。
作者称，化学亲和力是指各异化学物质形成化合物的能力，也是“……代谢反应中可用自由能的数量”。能量通量“……可以确定在稳定状态下，有多少生物量可以获得扶持”。其中大若干归结于氧化剂。本质上，氧化剂的形成确定了生命可用能量的多少。
论文作者期盼对土卫二上的氧化剂生产过程开展建模，缘由有二：“1）限制海洋中重大的代谢氧化剂的浓度和通量，以及2）确定这些额外的代谢途径是否可以为生命提供足够的能量”。
那么，探究人员从中察觉了什么呢？
他们察觉，依据他们的模型，土卫二上也许可以形成足够的氧化剂，为生命创造其他代谢途径。表面的冰层或许会被能量瓦解，并释放出氧化剂。这可以经由两种方式发生。
论文写道：“我们已然证明，土卫二上辐射确认形成的氧化剂，可以导致海洋中氧化还原失衡，从而为潜在生命提供能量。地表冰层的辐射确认，再加上地质活跃的虎纹状区域冰层向海洋的移动，一共可以释放9.4×10的15次方摩尔的氧气和3.3x10的16次方摩尔的过氧化氢。”
探究人员还察觉，钾的放射性同位素的衰变也或许形成氧化剂。
“海洋中，钾同位素原子衰变所释放的电子和伽马射线可直接在海洋中再形成4.2x10的16次方摩尔的氧气和1.4x10的15次方摩尔的过氧化氢。”
雷在资讯稿中写道：“我们将自由能估算值与地球上的生态操控系统开展了较为，接着我们确定，总体而言，我们针对有氧代谢和无氧代谢所得到的值都满足乃至超过了最低请求。这些结局表明，氧化剂生成和氧化化学作用或可有助于在土卫二上维持潜在的生命和具有代谢多样性的微生物群落。”
结局本身已然足够令人兴奋。但还有更多惊喜。
新论文的兴办者亨特·韦特说：“如今，我们已然确定了微生物的潜在食物来源，下一个难题将是‘海洋中的繁琐有机物是什么？’新的论文可以合作我们透彻知晓，这样一颗小卫星将如何以完全超出我们预期的方式孕育生命。”
和针对其他外星全球的众多建模与探究一样，这些结局尽管引人遐想，但也多少有些令人失望。我们只能等待下一次前往土卫二的发射任务，来证实或排除这些猜测。我们需要另一台空间探测器，假如可以的话，最好配备更先进的仪器，直接穿过土卫二表面喷射出的羽流，搜集样本并开展更多测量岗位。
论文的另一位兴办者克里斯托弗·格莱茵博士说：“前方的探测器可以飞过土卫二的羽流，进而测试论文中，针对土卫二海洋中氧化化合物丰度的预测。尽管我们必须小心谨慎，但我们不妨想象一下，也许土卫二上有别样的生命形式，可以运用土卫二上的基础能源维持生存。”
当下，针对土卫二的发射任务仍处于概念阶段。NASA的“土卫二生命探测器”项目拟向土卫二发送一个太阳能轨道器。该生命探测器将绕土星管理，但会反复飞经土卫二的蒸汽羽流，开展测量。这个项目于2017年最初提出，但未被选中。可是，这个想法仍有做到的或许。
最后，论文作者在归纳中写道：“我们已然证明，除了生成甲烷之外，我们三种状况中的每一种好氧和/或厌氧反应，都能够满足地球生命对自由能的最低需求，并为土卫二上的细胞生命提供能量。”
“所以，土卫二地下海洋和海底的放射性氧化剂生产以及氧化还原化学，能够扶持甲烷生成反应以外的代谢途径，从而为土卫二海洋中的多样化微生物群落提供存在或许性。”