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13亿千米外,浓密大气层的泰坦:发现类地结构,可能正已孕育生命

2021-10-20  星辰大海...

一直以来都被空间站以及月球与火星探测占尽了风头,这不中国空间站轮班开始,6个月驻留航天员已经上岗,国际空间站俄罗斯电影摄制组上太空拍电影,而嫦娥五号月

13亿千米外,浓密大气层的泰坦:发现类地结构,可能正已孕育生命

壤采样返回已经出成果,月球内核冷却年龄被延迟了10亿年,更有中国的天问一号,将要度过日凌恢复通信!

13亿千米外,浓密大气层的泰坦:发现类地结构,可能正已孕育生命

但就在上月中旬,太阳系探测爆出一个大新闻,科学期刊《伊卡洛斯》上发表了一篇论文,关于土卫六泰坦上的发现,科学家称在泰坦上发现了类似地球的地质结构,可能处在相当的活跃度中,更有可能的是在土卫六冰冷的表面下,或者已产生生命。

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土卫六:有浓密大气层的岩石质天体

土卫六在太阳系中并特殊,直径才5000多千米,距离土星约为122万千米,比火星都要要小得多,而且远在距离太阳达13多亿千米外的土星系统,尽管不是很黑,但寒冷笼罩,表面常年都在零下100多度,这样一个死寂的世界怎么会引起科学家注意呢?

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土卫六的认识历史

1655年,荷兰天文学家克里斯蒂安·惠更斯发现了土星巨大的卫星:土卫六,也就是泰坦;而早在1907年时,西班牙天文学家何塞·科马斯·索拉发现了土卫六可能存在大气层。

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到了1944年,荷兰裔美国天文学家杰拉德·柯伊伯发现土卫六上存在甲烷,而到1980年代,从土星旁掠过的旅行者一号和二号,惊喜的发现土卫六居然存在一个极为厚实的大气层,主要成分是氮,其他成分为氩(占6%)、甲烷(2~3%)等。

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尽管看起来土卫六完全不是一个适合生命存在的天体,但科学家们却发现,这个气体成分和四十多亿年以前的地球大气层也非常相似,而且土卫六上可能存在甲烷湖泊,在那里诞生的生命,也许是碳基生命的另一种形式!

科学家曾经的希望

科学家曾以为太阳系存在第二个像地球一样适合生命存在的天体,早期以为是火星,因为在十九世纪天文学家的望远镜中,火星上似乎能看到运河,但是让大家失望了,后来以为是金星,因为金星有个浓密的大气层,但金星大气层下的温度高达460多摄氏度,希望幻灭。

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再到后来呢,又以为是火星,因为火星上存在水冰,以前也大量存在过水,所以美俄发射了大量的探测器登陆火星表面试图寻找生命,当然现在中国人的天问一号也到了,不过到现在为止似乎还没有生命的迹象。

土星系统的新发现

1997年10月15日,专门探测土星系统的卡西尼-惠更斯号探测器出发,2004年7月1日进入了环土星轨道,它携带了一个登陆土卫六的惠更斯号探测器。2004年12月25日,惠更斯与卡西尼分离,并于次年1月14日降落在泰坦。

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红十字标志着'惠更斯'的着陆点。右边的明亮区域是上都地区。

尽管当日惠更斯就因电池耗尽而接受寿命,但它在降落过程中取得了大量资料,加上卡西尼号在轨道接近土卫六时的获取的大量资料,科学家认为土卫六表面存在巨大的甲烷湖泊!

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欧洲空间局惠更斯探测器登陆土卫六后拍摂的第一张照片,它在拍摄完照片的数分钟后永远的停止了工作

2006年,科学家从卡西尼探测器取得的雷达图像中分析出土卫六的北半球存在甲烷湖泊,大小达到了100千米,2007年3月13日,JPL(NASA喷气推进实验室)认为北半球存在甲烷形成的海洋,其中一个比北美的五大湖还要更大一些。

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这让科学家浮想联翩,有大气、海洋还有陆地,唯一缺的是什么?不就是生命么,尽管碳基生命需要在液态水下生存,但谁敢说太阳系中只有碳基生命呢?难道就不能有液态甲烷下生存的泰坦生命吗?

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希望中的绝望

尽管科学家满怀希望,但到现在为止这以液态甲烷为介质的碳基生命理论仍然难以说服科学家,而且在2008年,艾姆斯研究中心的行星地质学家杰弗里·摩尔提出了一种理论,他注意到泰坦上没有任何明确的火山特征,因此推测土卫六可能是一颗地质上已死亡的星球,它的表面形状只是由撞击陨石坑、流体风蚀崩塌及其他外因性因素作用而成。

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这让土卫六的生命希望再一次蒙上了阴影,因为生命不止需要内在条件,而且需要外来能量来源,土卫六厚厚的大气层遮挡了阳光(本来这里就很微弱),内部又没有火山活动等热源,生命无法在这个体系中获得能量,因此科学家的希望再一次跌入谷底。

到底是什么样的结构,可能会孕育出生命?

夏威夷大学的行星科学家领导的一项研究指出,土卫六可能会在木星引力的作用下产生断层挤压作用,从而产生地壳活动,因此土卫六可能并不像杰弗里·摩尔推断的那样是一个死亡的星球,而是内部仍然存在大量的地质活动。

2014年,NASA的科学家发现土卫六上存在一个“移动”的岛屿,大小相当于58000个足球场大小,大小起伏,这是土卫六地质构造板块活跃的迹象。因此学家们推测在土卫六的赤道附近产生一条长达数百千米甚至更长的断层,就像穿越加州北部的圣安德烈亚斯断层那样,

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科学研究指出,昼夜潮汐应力和孔隙流体压力的结合导致了土星卫星上这些浅层断层的活动,也让内部的液态水层得以上升到表面,构成土卫六特有的热泉系统,因此科学家认为,数十亿年来土卫六就提供了这样的环境,那么在这些热泉系统中,究竟是否会存在生命呢?

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深海热泉生物地质化学循环的循环图

因为地球生命起源的一个说法就是来自热泉,科学家对此有怀疑的还有土卫二以及木卫二欧罗巴等卫星,它们也同样存在这样的“断层系统”,一时间科学家们在太阳系候选生命天体的队伍上立马就多了好几个,尽管存在“外星人”这样高级生命还是不太可能了,但“泰坦鱼”或者“欧罗巴鱼”还是有点希望的。

延伸阅读:地球上的热泉生态

1977年,俄勒冈州立大学的杰克·科利斯领导的科研团队在东太平洋海隆加拉帕格斯裂谷海底热泉附近发现了一个化能合成生态系统,这种不需要光合作用的能量产生原理是:

一些细菌等自养生物通过将无机物分子(如氢气、硫化氢或甲烷)氧化,再利用氧化获得的化学能将一碳无机物(如二氧化碳)和水合成有机物的营养方式

所以不一定需要阳光也可能有生命存在,这也是科学家对这些木星和土星系统的卫星上存在生命的最大理论基础,而在南极冰下发生的精彩生命世界同样让科学家满怀希望。

13亿千米外,浓密大气层的泰坦:发现类地结构,可能正已孕育生命

现在剩下的就是向木星以及土星的卫星发个探测器去验证,2022年欧空局将有一个探测木卫三的任务,而到2024年,NASA将实施一个前往欧罗巴的任务,到2027年还有一个探测泰坦的任务,谜底究竟什么时候会揭开,估计也就这十几年内了!

参考:

https://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-10092161/Saturns-moon-Titan-San-Andreas-Fault-like-tectonic-plates-researchers-discover.html

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0019103521003559?via%3Dihub

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