土星衛星存在一種未知甲烷

亞利桑那大學以及巴黎科學和萊特斯大學的科學家在《自然天文學》上發表的一項新研究表示,在土星衛星土衛二冰冷的外殼下隱藏的海洋當中,可能存在一種未知的甲烷產生過程。

土衛二噴發的巨大水柱長期以來一直讓科學家和民眾著迷,激發了科學家對夾在月球岩石核心和冰殼之間廣闊海洋的研究和猜測,卡西尼號太空飛行器飛過羽流並對其化學成分進行採樣,檢測到與地球海洋底部熱液噴口相關的某些分子濃度相對較高,特別是二氫、甲烷和二氧化碳,且在該羽狀物中發現的甲烷量特別讓人出乎意料。

產甲烷菌的微生物

「類地微生物能否解釋卡西尼號探測到的大量甲烷?」 亞利桑那大學生態與進化生物學系副教授 Regis Ferriere 是該研究的主要作者之一,他說:「在土衛二的海底尋找這種被稱為產甲烷菌的微生物需要極具挑戰性的深潛任務。」但Ferriere 和他的團隊採用了不同的方法,他們構建了數學模型來計算不同過程(包括生物產甲烷作用)這說不定能解釋卡西尼號的數據。作者應用了結合地球化學和微生物生態學的數學模型來分析卡西尼羽流數據,並對最能解釋觀測結果的過程進行建模的動作。

「生物產甲烷似乎與數據兼容」

最後科學家得出結論,卡西尼號的數據若不是與微生物熱液噴口活動一致,就是與不涉及生命形式但與地球上已知發生的過程一致。在地球上,當寒冷的海水滲入海底,循環通過的岩石如果靠近熱源(如岩漿房),就會發生熱液活動,簡單來說就是在地球上甲烷可以通過熱液活動產生,但速度很慢,大部分產量是由於微生物利用水熱產生的雙氫化學不平衡作為能源,並在稱為甲烷生成的過程中從二氧化碳中產生甲烷。

顯然團隊並沒有得出土衛二的海洋中存在生命的結論,不過根據他們的模型,卡西尼號的數據告訴我們「生物產甲烷似乎與數據兼容」,所以我們不能將『生命假說』完全放棄。

圖片來源:stock image

資料來源:University of Arizona(2021,July 6).Methane in plumes of Saturn’s moon Enceladus: Possible signs of life?. Sciencedaily

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