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土卫二海洋中可能富含磷，但更需直接验证
生命所需的元素可能存在于土卫二的海洋中。
不久前，得益于对土卫二海洋化学的新理解，这颗卫星上存在生命的可能性增加了。
艺术家描绘的土卫二上的羽流。 （图片来源：NASA / JPL-Caltech）
新研究显示，土星卫星土卫二内部的海洋可能富含生命所需的重要元素磷。磷是生命生物化学的重要组成部分。例如：它与糖结合，为DNA提供“骨架”，将四种核苷酸键合到双螺旋上。磷也存在于细胞膜和骨骼，以及一种名为三磷酸腺苷的分子中，该分子将代谢能量传递到身体各处。然而，先前的研究表明，土卫二上的磷会很少。
科学家们通过喷出“虎纹”（土卫二冰面上深深的通风口）的巨大水间歇泉初步了解到其海洋的组成。在2017年任务结束之前，NASA的卡西尼号太空船多次飞过并“品尝”了这些间歇泉，分析其化学成分。该航天器检测到了对生命至关重要的元素和分子，包括甲烷等有机分子，以及氨、碳、氮、氧和可能的硫化氢。
然而，磷却明显缺失。2018年，哈佛大学的马那斯维·林加姆和阿维·罗卜研究得出，土卫二海洋中磷会比较稀缺，因为海床岩石中的磷会慢慢溶解到海洋中。在地球上，磷形成于干旱土地的风化，而土卫二缺乏这一点。然而，由中国科学技术大学高级研究科学家郝继华领导的一项新研究与这些早期发现相悖，声称2018年的研究使用了过时的土卫二岩质海床地球化学模型。
“尽管尚未直接确定生物必需元素磷，但我们团队发现了证据表明它存在于冰冻壳下方的海洋中。”该研究共同作者克里斯托弗·格林在一份声明中如此说道。格林是圣安东尼奥西南研究所的高级研究科学家。郝继华和格林团队使用基于最新可用数据的新建模方法模拟了富含磷酸盐类矿物如何从土卫二岩质核心溶解到海洋中。值得注意的是，该团队发现一种名为正磷酸盐的矿物溶解速率比先前研究所示要高得多，在仅仅数万年内就能够使海洋中的浓度高至足以支持生命。这种高浓度之所以能形成是由于海水中存在碳酸氢盐，其化学性质可以让磷酸盐在海洋中积累。
土卫二内部的横截面，显示磷酸盐矿物如何溶解成正磷酸盐，然后充满海洋并可能被间歇泉喷入太空。 （图片来源：SwRI）
“潜在的地质化学具有优雅的简单性，使溶解的磷不可避免地达到接近或甚至高于现代海水[地球]的水平。”格林说。“这从天文生物学上来说意味着我们比以前对土卫二海洋的宜居性更有信心。”
尽管这些可能性令人垂涎，但这些发现代表了一个假设：要证明土卫二海洋中含有磷，未来前往土卫二的任务必须直接检测到水间歇泉中正磷酸盐或其他磷衍生矿物。“我们需要回到土卫二，看看适宜居住的海洋是否真的有人居住。”格林说。 这些发现于9月19日发表在《美国国家科学院院刊》上。
相关知识
土卫二是土星的第六大卫星。它直径约500公里，约为土星最大卫星土卫六的十分之一。土卫二主要被新鲜、干净的冰覆盖，使其成为太阳系中反射率最高的天体之一。因此，它的表面温度在中午仅达到-198°C，比吸光体要冷得多。尽管体积小，但土卫二拥有各种各样的地表特征，从古老、坑洼密布的地区到年轻、构造变形的地形。
BY:Keith Cooper
FY: 坚迪柏
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