太阳光无法到达的海洋中是否存在生命?为什么土星的冰卫星备受关注

太阳光无法到达的海洋中是否存在生命?为什么土星的冰卫星备受关注

如果在实验室中重现土星的卫星,地球的微生物就会生长

在被白色冰层覆盖的天体地下,可能存在一个广阔的黑暗海洋。在这个海底,依靠水和岩石的化学反应,小生命体可能正在活动。

舞台是土星的卫星——土卫二(Enceladus)。

2026年9月26日,德国新闻网站ntv报道,这颗冰卫星的环境可能比之前认为的更适合微生物生存。其依据是由慕尼黑大学(LMU)等研究人员进行的实验。

实验重现了土卫二海洋的假定条件,结果表明,地球深海中的微生物能够繁殖并产生甲烷。

然而,首先需要明确的是,这并不是“在土星的月球上发现生命”的新闻。这是关于“那里是否能有生命存在”的问题,加入了新的实验结果的新闻。

为什么被冰覆盖的小卫星会受到关注

使土卫二成为特别存在的,不仅仅是其表面的冰层。其下方还有由液态水构成的海洋。

NASA的探测器卡西尼号调查了从南极附近喷出的水蒸气和冰粒。喷出物中含有盐和有机物,并获得了水与岩石在海底相互作用的线索。

这里所说的有机物,并不意味着生物的存在。然而,它们成为研究水、化学物质和能源等生命可能性的重要条件的材料。

而且,土卫二将其内部海洋的物质释放到宇宙空间。为了探测海洋的状况,不一定需要从一开始就钻透厚厚的冰层。可以通过调查喷出的粒子来进行研究。


实验的主角是生活在地球深海的微生物

此次研究使用的是Methanothermococcus okinawensis,这是一种古菌(Archaea)。古菌是与通常称为细菌的生物不同的微生物群体,这种物种生活在地球深海的热水环境中。

对于人类来说,氧气是生存不可或缺的。然而,并不是所有生命都以同样的方式获取能量。这种微生物利用氢气和二氧化碳进行代谢,产生甲烷。

研究团队准备了一个氧气极少的特殊实验环境,模拟了土卫二的碱性海洋和岩石海底。然后将微生物放入其中,观察其是否能够活动。

结果显示,微生物继续繁殖,并利用水与岩石反应产生的氢气制造甲烷。这表明生命所需的能量可以由周围的地球化学过程提供。


难关在于“氧气不足”而不是可用二氧化碳的缺乏

理解此次结果的关键在于海洋的碱性。

对于使用二氧化碳的微生物来说,周围仅仅存在碳是不够的。它需要以可用于代谢的形式存在。在土卫二假定的高pH环境中,可用的二氧化碳稀少是一个挑战。

然而,实验中使用的古菌在这样的条件下仍能继续活动。根据ntv介绍的研究人员的解释,它们在利用微量二氧化碳的同时,能够适应环境。

这一结果表明,“因为强碱性,所以生物不可能生存”的简单判断可能不成立。通过观察包括水与岩石反应在内的整个环境,可以发现支持微生物的机制。

然而,某种微生物能够在实验条件下活动,并不意味着所有生物都能生存。实验室并没有完全重现土卫二的海洋。


“能够生存”和“生命诞生”是不同的

此次实验使用的是已经在地球上诞生的生物。并不是重现了从无生命物质到生命诞生的过程。

整理一下,问题分为三个。

・在该环境中,现有生命能否活动。
・在该地点,生命是否可能诞生。
・在该地点,是否实际存在生命。

此次研究主要直接处理的是第一个问题。

这并不是为了缩小成果的区别。在生命探测中,逐一验证被认为“可能不行”的条件,是设计下一次探测的依据。

研究的意义不在于能够断言存在,而在于去确认的理由变得更强。


如果有生命存在,冰粒可能会携带线索

同一时期发表的另一项研究也展示了生命探测的有趣可能性。柏林自由大学等研究团队调查了海洋飞沫冻结并释放到宇宙的过程。

根据大学的声明,水滴在缓慢冻结过程中成分分离,随后破裂,可能形成特定成分浓缩的冰粒。

假设原始水滴中含有微生物来源的物质,那么某些粒子可能会聚集这些物质,从而更容易检测到。然而,这并不意味着实际检测到了微生物来源的物质。

“能够生存的可能性”和“更容易寻找痕迹的可能性”。不同的研究从各自不同的方向补充了探测的意义。


在社交媒体上,“为何不尽快探测”的期待

这一研究相关的话题也在海外论坛型社交媒体Reddit上被分享。

 

在9月26日的宇宙领域社区帖子中,有评论反映了对土卫二存在液态水的认识,以及为何不去寻找微生物的探测期待。也有提到机器人进行宇宙探测并不容易的文句。

不过,这只是对有限的帖子进行的介绍,并不代表整个社交媒体的意见或赞成与否的比例。并未确认所有帖子和评论。

即便如此,远方冰海的研究与“希望在自己有生之年知道答案”的关注相联系是可以理解的。生命在宇宙中有多普遍,不仅仅是专家的疑问。


获得答案需要很长时间

欧洲航天局(ESA)将土卫二定位为未来大型探测的有力目的地。在ESA于2024年公布的构想中,计划在2040年代初发射,并预计约10年后到达。

ntv的文章提到2042年的计划,但作为读者,与其将其视为确定的发射日期,不如理解为长期的探测构想更为合适。柏林自由大学此次的声明中也说明L4任务正在计划中。

前往遥远的天体,采集微小的粒子,并从其成分中判断生命的可能性。每个阶段都需要技术和时间。

正因为如此,地面的实验变得重要。明确应该寻找什么,在哪种环境下代谢可以成立,使有限的探测器观测更有意义。

土卫二的海洋中是否存在生命尚不清楚。然而,此次研究使这个问题更接近具体的验证。

冰下的黑暗海洋是否真的寂静无声?或者是否像地球的深海一样,继续着看不见的活动?接下来需要的,不仅仅是膨胀期待的言辞,而是能够区分这种差异的观测。


出处URL

  1. ntv(2026年9月26日):微生物实验的概要、研究人员的说明、对探测计划的提及。
    https://www.n-tv.de/wissen/Bedingungen-fuer-Leben-auf-Saturn-Eismond-guenstiger-als-angenommen-id31350740.html

  2. Science Advances:Vanessa Helmbrecht等人的研究“Enceladus-like geochemistry fuels methanogenesis under extreme CO₂ limitation”的论文发表地。由于无法直接获取正文,实验内容基于提供的文章和大学的官方声明。
    https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aei0167

  3. 柏林自由大学(2026年9月25日):关于微生物代谢实验和通过冰粒冻结与破碎进行成分分离与浓缩的两个研究的官方声明。
    https://www.fu-berlin.de/en/presse/informationen/fup/2026/fup_26_116-enceladus-cassini-mikroben-science-postberg/index.html

  4. NASA:卡西尼号对土卫二探测的概要。关于地下海洋和喷出的物质的背景资料。
    https://science.nasa.gov/mission/cassini/science/enceladus/

  5. ESA(2024年3月25日):将土卫二作为未来探测的有力候选目标的理由,以及面向2040年代的任务构想。
    https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Saturn_s_moon_Enceladus_top_target_for_ESA

  6. Reddit・r/space(2026年9月26日的帖子):分享此次相关研究的线程。SNS反应是在搜索结果中显示的评论范围内总结的,并未作为整体舆论的代表。
    https://www.reddit.com/r/space/comments/1wqr0bn/high_concentrations_of_microbial_life_could_be/