有水有海有碳有甲烷，莫非土卫六上真的存在某种形式的生命？

装备着类似直升机螺旋桨的着陆器探索土卫六的概念图。图源：NASA

天空呈橙色，再加上冰冷的沙丘和甲烷云，听起来很恐怖?不过别担心，这可不是地球末日后的景象，而是土星最大的卫星土卫六在探测者眼中的样子。虽然听起来不像是天堂，但包括我在科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado Boulder)化学专业的同事在内的一些科学家都认为，土卫六与地球有很多共同点，值得研究。但是土卫六上真的存在生命吗?至少现在，我们还不能打包票说一定有。

“卡西尼-惠更斯号”探测器的任务于2017年结束，关于土卫六的大部分信息都是由该探测器发掘的。来自环绕土星和“惠更斯号”飞行的“卡西尼号”探测器的数据证实了土卫六有水和大量含碳化学物质。而地球上的生命正是基于复杂的碳基化学物质形成的，比如DNA。根据对地球历史的了解，在“原始汤”中发现水和含碳化学物质混合在一起可能是生命的正确配方(科学家认为，地球上的所有生物都源自同一种实体，一种30亿年或40亿年前漂浮在“原始汤”周围的原胞)。NASA可能计划2025年发射“蜻蜓”号探测器来探测土卫六，探测器将使用装备有类似直升机螺旋桨的着陆器着陆。“蜻蜓”号的任务可以帮助我们了解自己的原始进化，甚至发现外星生命。

土卫六的一些特征让人想到地球。这里有云、有湖(尽管湖里是油，而不是水)，甚至还有潮汐现象。就像在地球上一样，土卫六的表面也会形成风暴。不同的是，土卫六上的风暴由甲烷构成，而不是水蒸气。虽然土卫六的温度远高于绝对零度(约等于零下273.15摄氏度)，但它仍然是严寒之地，平均表面温度约为零下179摄氏度;而且它的大气密度很大，所以在这里行走时不需要穿加压太空服——只需要带够氧气，多穿几层衣服保暖就行了。

虽然科学家还不知道土卫六上是否存在生命，但“卡西尼-惠更斯号”探测器在土卫六上发现了一片被掩埋的盐水海洋，这表明这里很有希望存在“原始汤”。该探测器成功地找到了大海，但却未涉足其中。电磁波，就像那些让你的车载音响接收到你最喜欢的乡村音乐的电磁波一样，可以告诉科学家很多关于他们所经过的物质的信息。

在土卫六上，人们意识到电磁波只能通过在两个导电层之间来回跳动而形成，比如，土卫六表面下的一片盐水和带电的大气层这两个导电层。这些电磁波产生的信号与地球上闪电出现时激起的信号相似;虽然土卫六没有闪电，但当它环绕土星运行时，其磁场的变化也会产生类似的电磁波。发现的这片海洋位于土卫六表面以下65公里处，比地球上的最低点——马里亚纳海沟最深的地方还要深6倍。

这片被掩埋的海水能到达土卫六表面吗?发现的证据表明，冰火山——喷出冰而不是熔岩的火山——可能是土卫六这片海洋和其表面之间缺少的一环。爆发的冰火山喷出的水可以与土卫六表面不同来源的碳混合。科学家已经证明，和这一反应类似的相互作用可以产生氨基酸，而氨基酸是构成生命所必需的物质。但是他们需要进一步确认冰火山是否存在，并同时寻找海水到达表面的其他途径。“卡西尼号”探测器只能拍摄到疑似冰火山的照片，而“惠更斯号”探测器着陆点附近没有探测到这类信息。

另一方面，“蜻蜓”号探测器可以探索冰火山可能存在的位置，并寻找因冰火山爆发而沉积在表面的冰残留物。这些物质可能与土卫六朦胧大气层中不同的含碳化学物质混合，形成生命正确化学组成的“原始汤”。

土卫六上碳的来源很多，碳是“原始汤”的另一种成分。

碳的其中一个来源是甲烷。甲烷是一种简单的碳基化合物。在土卫六上，甲烷在大气中占相当大的比例，形成了一层厚厚的雾。“卡西尼-惠更斯”号发现土卫六表面上湖泊的主要组分也是甲烷。土卫六上有一个类似地球水循环的甲烷循环：甲烷雨补给土卫六的湖泊，而湖泊又经蒸发后产生朦胧的甲烷云。“卡西尼号”还拍摄了干涸河道的照片，这些河道之前很有可能是用来运输甲烷的。

但是围绕着土卫六的甲烷雾有一个不解之谜：它根本就不应该存在。从土卫六表面蒸发的甲烷抵不上大气中甲烷流失的速度，因为大气中的甲烷不断发生反应，用以形成其他化学物质。甲烷雾中所包含的甲烷应该在数百万年前就已经不复存在了。

科学家们提出了几种理论来解释土卫六的甲烷雾。一种理论认为土卫六的大气可能会周期性地坍缩，然后每1000万年左右再生一次。“卡西尼-惠更斯”号还发现了海洋中充满含碳化学物质的证据，这些化学物质可以蒸发并补给甲烷雾。但除非“卡西尼-惠更斯”号漏掉了一些，否则目前所发现的甲烷来源仍然不足以在土卫六上形成这么厚的甲烷雾。

冰火山被认为是气态甲烷的另一个可能来源。他们可以把地下含碳化学物质的储藏库与大气连接起来。甲烷主要是由地球上的细菌产生的(想想牛的屁)，所以在土卫六上观测到的甲烷很可能来自某种形式的生命。

“蜻蜓”号探测器将在土卫六表面上更灵活地活动，因此它在寻找甲烷方面比“卡西尼-惠更斯”号更有优势。它甚至可能会发现冰火山，还能用于寻找更深层的碳沉积和能产生甲烷的生命迹象。通过观察土卫六上不同地点的土壤和空气成分，科学家可以确定任何有助于解释甲烷这一不解之谜的地质特征。

由于土卫六深埋的海洋、极低的温度，如果这里真的存在生命，那可不像是会在公园里散步的生命形式。但是土卫六确实有形成生命的基础：水和不同来源的碳。“卡西尼-惠更斯”是探索土卫六的一个开端，现在仍有许多谜团有待解决，从土卫六上的甲烷雾到冰火山是否存在等问题。如果土卫六上确实存在能产生生命的“原始汤”，那就让我们希望“蜻蜓”号探测器找到它吧。

——Kristina Vrouwenvelder