科学家在研究发现，土卫二的羽流含有甲烷，可能有外星生命？

　　最近科学家在研究中发现，土星的其中一个卫星，土卫二的羽流中含有甲烷，这可能是存在外星生命的迹象。
　　7月6日，巴黎科学与文学大学和亚利桑那大学的科学家在《自然天文学》的杂志上发表文章称，土星卫星土卫二被冰壳覆盖的海洋中可能存在未知的甲烷产生过程。
　　在土卫二上发现了什么？
　　土卫二是土星的第六大卫星，也是太阳系中最亮的一个卫星。长期以来，土卫二巨大的水柱引起了科学家们的注意。他们认为土卫二的岩核和冰壳中间可能夹着一片广阔的海洋。
　　为了探索土卫二，美国宇航局在二十世纪末发射了太空探测器卡西尼号。2015年10月，卡西尼号最后一次穿过土卫二。它在飞过羽流的时候，对里边的化学成分进行采样，并使用自己的离子和中性质谱仪分析了羽流里边的成分。发现土卫二的喷发羽流跟地球海底热液喷口中的一些羽流分子非常相似，其中有98的水，还有大约有1的氢，其他成分是二氧化碳、甲烷和氨等其他化合物。尤其在羽状物中发现的甲烷含量让人出乎意料。
　　这一结果表明土卫二可能是由土卫二海底下岩石和热水的相互作用产生的。也许土卫二有深海热液喷口与地球有着相同的环境。
　　甲烷是生命存在的信号吗？
　　在地球上，当冷海水渗入海床时，就会发生热液活动。当冰冷的海水渗入海床时，水流经过底层岩石，再经过岩浆房等热源附近，然后通过热液喷口再次喷入水中的时候。就会发生水热活动。在地球上，地球上的热液活动会产生甲烷，但速度非常慢。大多数甲烷都是由微生物利用水热产生双氢的化学不平衡作为能源，并从二氧化碳中产生甲烷。这个过程称为甲烷生产。
　　亚利桑那大学生态与进化生物学系副教授里雷吉斯费里尔说：我们知道地球上的微生物会释放甲烷，也许，在土卫二的海底也有一些专门生产甲烷的微生物，不过，卡西尼号在土卫二上发现的甲烷量也确实大的令人震惊。
　　甲烷是一种与微生物密切相关的可燃气体。它的出现可能意味着有生命的存在。在地球上，95的甲烷都来自微生物有机体因为有机物厌氧分解产物中含有大量的甲烷，甲烷在一定情况下也能合成有机物，而生命的存在也需要有机物。因此，如果某些行星上存在甲烷，则可能存在有机物。然后就可能会有生命。
　　美国宇航局（NASA）在华盛顿总部召开新闻发布会，宣布卡西尼号带来的新见解：土卫二上有很多生命所必需的元素，而羽流样本中的氢很可能是冰下海洋和海底岩层在进行水热反应的时候产生的。假如海底有微生物，那么它们就可以利用氢气和水溶性二氧化碳发生反应，从而产生甲烷并获得能量，这就可以在一定程度上解决微生物的生存问题了。
　　雷吉斯费里埃教授说，把氢气吃掉并产生甲烷的陆地微生物能不能解释卡西尼号检测到的大量甲烷呢？
　　卡西尼号的数据要么与微生物热液喷口的活动一致，要么与不涉及生命形式但与地球上已知发生的某一过程一致。
　　土卫二真的有生命吗？
　　雷吉斯费里埃和他的团队结合地球化学和微生物生态学的新数学模型来分析卡西尼羽流数据，并建立了最能解释观测结果过程的数学模型，以计算不同过程的可能解释卡西尼数据的概率。
　　研究人员首先评估到底是哪种水热产生的二氢最符合卡西尼号的观察结果，以及这种生产能不能提供足够的食物来维持类似地球的氢营养产甲烷菌种群。产甲烷菌是微生物生命形式，以氢和二氧化碳为食并产生甲烷。在地球上，它们被发现在深海热液喷口处，就像据信存在于土卫二海底的喷口一样。
　　为此，他们开发了一个假设氢营养产甲烷菌种群的动态模型，其热和能量生态位是根据地球上已知的菌株进行建模的。那么，产甲烷菌真的能解释土卫二上的甲烷吗？
　　之后，他们运行模型来检查一组给定的化学条件（例如热液中的双氢浓度和温度），看看它是否会为这些微生物的生长提供合适的环境。
　　另外他们还研究了这种假设的微生物种群对他们所处环境的影响比如说，在羽流中二氢和甲烷的逃逸率的大小。
　　全部试验的最终结果表明，即使是在已知的热液化学反应对非生物甲烷产量的最高估计，也远远不能够解释羽流中测得的甲烷浓度。
　　宇宙是无穷无尽的，产生甲烷的方式绝对不仅仅是微生物的方式。研究人员还考虑了在土卫二海洋中产生甲烷的另一种可能性。
　　在蛇纹石化反应中，高温水与岩石中的矿物质相互作用产生氢气。然后氢气再跟二氧化碳发生化学反应，最后产生甲烷。
　　这似乎听起来是很有道理的，研究人员想看看土卫二能用这种方式产生多少甲烷。因此他们立刻仔细地研究了这种可能性。
　　实验结果依然不是很乐观，卡西尼号在测试后检测到的甲烷量明显高于蛇纹石化反应出来的甲烷量。因此，也不能用蛇纹石化引起的岩心非生物变化来解释；
　　根据已知的地球化学过程，都无法解释卡西尼号航天器在土星冰冷卫星上测量到的甲烷水平。
　　费里尔说。显然，我们还没有得出土卫二的海洋中存在生命的结论，但我们已经了解到土卫二的热液喷口有多大可能适合陆地微生物。
　　这意味着它可能是一个未知的过程，也可能是新的生物起源。
　　如果说土卫二上几乎不可能存在生命，那么其中的甲烷会不会是土卫二核心中原始有机物的化学分解，并通过热液过程把部分转化为二氢、甲烷和二氧化碳了呢？这显然是不成立的。如果土卫二是由彗星积累了丰富的有机物质形成的，那么这个假设是非常合理的了。
　　如果我们认为土卫二上存在生命的可能性极低，那么这种替代的非生物机制的可能性就变得非常大，即使它们对我们地球来说是非常陌生的。
　　但如果我们想否定生命假说，我们还需要更多来自未来任务的数据。
　　遗憾的是，目前还没有返回计划的任务。如果下次可以直接启动致力于寻找其中生命证据的探测器，那就太好了。