自古以來，人們仰望星空，好奇地球之外是否有其他生命？這也是科研人員孜孜不倦追求的目標(biāo)。
(相關(guān)資料圖)
近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)學(xué)院研究員郝記華與美國西南研究院研究員Christopher Glein等學(xué)者合作，構(gòu)建理論模型模擬土衛(wèi)二海水化學(xué)，首次揭示了在土衛(wèi)二海水中可能含有豐富的磷元素，供給可能存在的地外生命。相關(guān)研究成果發(fā)表于美國《國家科學(xué)院院刊》。
土衛(wèi)二海水交代核部巖石釋放大量磷的示意圖 中國科大供圖
“我們可以比較自信地說，土衛(wèi)二已成為除地球外，唯一一個集全生命六大基本要素的地外海洋星體。并且它海水中的磷含量相當(dāng)于地球海水中磷含量的1萬倍，更適合微生物的生存。”郝記華向《中國科學(xué)報》介紹。
土衛(wèi)二是土星的第六大衛(wèi)星，體積較小，其表面被厚厚的冰層所覆蓋。在此前研究中，科學(xué)家已經(jīng)在土衛(wèi)二海水中發(fā)現(xiàn)了豐富的碳、氫、氧、氮及少量的硫，也擁有多種多樣的有機物質(zhì)，但對于生命六大基本構(gòu)成元素之一的磷仍然沒有相關(guān)報道。
郝記華介紹說，“磷組成了所有生命的‘能量貨幣’，對于創(chuàng)造DNA和RNA、生物膜、人和動物的骨骼牙齒也是必不可少的材料。但是，它在地球水體中含量很低。”因此，磷的匱乏被普遍認為是限制生命起源和現(xiàn)代生物規(guī)模的關(guān)鍵。
那么，土衛(wèi)二海水中是否含有磷元素？磷元素的含量會不會是限制其生命宜居性的關(guān)鍵？
針對這些重要科學(xué)問題，郝記華與合作者通過搜集美國宇航局卡西尼號探測器公開發(fā)表的數(shù)據(jù)，設(shè)置土衛(wèi)二冰下海洋化學(xué)環(huán)境的邊界條件，構(gòu)建水與巖化學(xué)反應(yīng)模型，理論模擬了土衛(wèi)二海水化學(xué)。
“我們的研究發(fā)表過后，美國宇航局卡西尼-惠更斯號探測器成像組組長第一時間在Twitter上轉(zhuǎn)載了，并強調(diào)了對研究土衛(wèi)二宜居性的重要意義。”郝記華說，理論預(yù)測結(jié)果也很快得到了卡西尼號探測器數(shù)據(jù)的證實。
總的來說，此次研究成果彌補了土衛(wèi)二海水宜居性研究的空白，為未來發(fā)射冰衛(wèi)星載荷，探測土衛(wèi)二海洋中可能的生命信號提供了科學(xué)參考。此外，構(gòu)建的土衛(wèi)二水與巖化學(xué)反應(yīng)模型未來也可以應(yīng)用到研究其他營養(yǎng)元素以及其他冰衛(wèi)星海洋。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2201388119
標(biāo)簽： 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
