【土衛二】具備維繫生命所有條件　土星衛星或離發現外星生命不遠

就目前所知，土星總共擁有62顆衛星，在太陽系中排名第二。在這62顆衛星中，名氣最大的有兩顆，那就是土衛二和土衛六。這一節，我們來聊聊土衛二。
以下內容節錄自《宇宙奧德賽：漫步太陽系》

上回講到：【木衛二】太陽系最大海洋不在地球！外星生命或在木星衛星冰層下

土衛二別名恩克拉多斯。和前面遊覽過的木衛二一樣，土衛二也是一個冰封的世界；換言之，它的表面也被冰層所覆蓋。不過土衛二的塊頭很小，其直徑只有500千米，大概是木衛二直徑的1/6。這讓它看上去就像是一個冰凍的湯圓。

儘管早在1789年就已經被人類發現，但土衛二真正為人類所熟知，還要歸功於1997年發射的卡西尼—惠更斯號土星探測器。卡西尼—惠更斯號是由NASA和歐洲航天局（European Space Agency, ESA）共同資助的。其中NASA造出了卡西尼號空間探測器，而ESA則造出了惠更斯號登陸車。卡西尼—惠更斯號於1997年10月15日發射。在經歷了將近7年的漫長旅程之後，它於2004年7月1日進入了環繞土星飛行的軌道。2005年，卡西尼—惠更斯號飛臨土衛二的時候，發現了一件讓人頗為驚奇的事情：與木衛二類似，土衛二內部同樣有一個巨大的液態海洋。

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我們在遊覽木衛二的時候已經講過，利用伽利略號木星探測器，人們於1995年發現木星的磁場誘導出了木衛二的磁場，進而根據法拉第電磁感應規律推斷出木衛二內部必須有一個能導電的液態海洋。相比之下，科學家們發現土衛二內部海洋的方法就直截了當很多了：2005年，卡西尼—惠更斯號首次拍攝到土衛二南極地區的影像，並且發現此地區存在一大堆能噴射到幾百千米高度的超級噴泉。光譜分析表明，這些噴泉的主要成分是水蒸氣和冰，同時也含有少量鈉鹽。據此人們推斷出在土衛二的冰層之下，同樣存在着一個液態鹽水海洋。

為甚麼土衛二內部會有一個液態海洋呢？其實很好解釋。

我們在遊覽木衛二的時候說過，在木星和其他幾顆伽利略衛星的潮汐力的作用下，木衛二的內部會因摩擦生熱而產生巨大的熱量，進而融化掉其內部的冰並形成太陽系最大的海洋。

同樣的道理，土衛二也受到了土星和一些大型土星衛星的潮汐力；而由此產生的巨大熱量也會融化掉土衛二內部的冰，從而形成卡西尼—惠更斯號所發現的那個液態海洋。

除此以外，這些因潮汐力而產生的巨大熱量，也會造出土衛二上冰火山的爆發。

下圖就展示了土衛二冰火山的爆發全過程。類似於地球上的海底火山爆發，土衛二內部積聚的巨大能量也會經常以火山爆發的形式釋放出來。不過兩者之間有一個很大的區別：地球上的海底火山爆發，噴出來的主要是岩漿；而土衛二上的火山爆發，噴出來的是含有少量鈉鹽的水。在巨大的壓力下，這些鹽水穿過約為65千米深的液態海洋和約為5千米深的固態冰蓋，從而形成高達數百千米的超級噴泉。

前面說過，土衛二的直徑也就500千米。而它噴出的超級噴泉，其高度竟然也能達到將近500千米。你可以想像，這是一個多麼壯麗的景象。

不過，這並不是土衛二超級噴泉帶給人類的全部驚喜。

2017年4月14日，NASA召開新聞發佈會，向公眾介紹當天發表在Nature雜誌上的一篇論文。這篇論文聲稱，土衛二已經具備維繫生命生存的所有條件。這讓土衛二一躍成為整個太陽系中除地球以外最有可能發現生命的天體。

這是怎麼回事呢？讓我們說得更詳細一點。

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前面說過，土衛二的南極地區有一大堆能噴射到幾百千米高度的超級噴泉。2015年，卡西尼號土星探測器從其中的一個噴泉中穿行而過，並且對此噴泉進行了取樣。通過分析樣品的化學成分，科學家們發現在土衛二的噴泉中除了水，還含有二氧化碳、甲烷和明顯高於正常水平的氫氣。因為這些噴泉源於土衛二的內部海洋，所以其內部海洋裡肯定也有這些化學物質。

這就很有意思了。這是由於人們在地球上已經發現，在液態水的環境下，一些微生物能將氫氣和二氧化碳結合起來，生成甲烷並獲得維持生存所需要的能量。事實上，這個化學反應在地球生命誕生之初起到了至關重要的作用。換句話說，如果土衛二的內部海洋中存在微生物，它們完全可以像誕生之初的地球微生物，靠這個生成甲烷的化學反應來維持自身的生存。當然，這也讓土衛二一躍成為整個太陽系中最有可能發現地外生命的天體。

最後多說幾句。在2017年4月14日的那場新聞發佈會上，除了宣佈土衛二已經具備維繫生命生存的所有條件，NASA還介紹了另外一項科研成果：在木衛二的南極地區，同樣發現了高度達200多千米的水蒸氣噴泉。這意味着，木衛二內部的那個全太陽系最大的海洋，很可能也像土衛二的內部海洋一樣，擁有適宜生命生存的必要條件。由於有木衛二和土衛二的雙保險，或許在不遠的未來人們就能發現，在太陽系中，地球並不是生命唯一的綠洲。

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我們來做個總結。2005年，卡西尼—惠更斯號在飛臨土衛二的時候，首次拍攝到土衛二南極地區的影像，並且發現此地區有一大堆能噴射到幾百千米高度的超級噴泉。光譜分析表明，這些噴泉的主要成分是水蒸氣和冰，同時也含有少量鈉鹽。據此，人們推斷出在土衛二的冰層之下存在着一個液態鹽水海洋。2015年，卡西尼號從其中的一個噴泉中穿行而過，並對它進行了取樣分析，發現此噴泉中除了水以外，還含有二氧化碳、甲烷和氫氣。這說明，土衛二的內部海洋裡也含有這些化學物質。人們在地球上已經發現，在液態水的環境下，一些微生物能將氫氣和二氧化碳結合起來，生成甲烷並獲得維持生存所需要的能量。因此，土衛二已經成為整個太陽系中除地球以外最有可能發現生命的天體。或許在不遠的未來人們就能發現，在太陽系中，地球並不是生命唯一的綠洲。

書名：宇宙奧德賽：漫步太陽系
作者：王爽

【本文獲「中和出版」授權轉載。】