发表在《天体生物学》(Astrobiology)杂志上的新发现表明，在土星最大的卫星土卫六(Titan)上，大型环形山是寻找生命基石的最佳地点。土卫六是一片覆盖着有机分子的冰雪，液态甲烷湖泊被厚厚的、朦胧的氮气和甲烷笼罩着，这不禁让人产生疑问：为什么在这个奇怪的类地世界上没有生命呢？也许是温和的-179摄氏度(-300华氏度)的温度在表面上有可能阻止任何生化反应的发生。但是在土卫六上有什么地方有可能形成生物分子，比如氨基酸吗？有一个团队想知道答案。利用来自卡西尼号宇宙飞船和惠更斯号探测器的图像和数据，由凯瑟琳·尼什博士领导的科学家们开始寻找泰坦表面生物分子的最佳位置。
用卡西尼观测土卫六，在雾霾中可以看到一些填满甲烷和乙烷的大湖。图片：NASA/JPL–Caltech/SSI.
博科园-科学科普：我们知道，生命是以碳为基础的，它以液态水为溶剂。土卫六的表面有丰富的富含碳的分子(碳氢化合物)，在实验室的模拟实验中被证明可以形成氨基酸，这是生命所需的蛋白质的基本组成部分。问题就在这里:土卫六太冷了，液态水无法出现在地表。虽然这不是一种有利于生命的分子形成的理想场景，但还是有希望的。“卡西尼”号在土星轨道上运行了13年，它的雷达测量结果能够探测到泰坦的光学厚度，揭示了这个神秘世界的地形。被发现的是意想不到的-土卫六是活跃的。卡西尼号的雷达设备揭示了湖泊，沙丘，山脉，河谷，和没有许多环形山，这表明有一些过程正在发生，重新表面土卫六，填补或侵蚀旧的环形山。
发现一个与地球相似的世界，其距离是太阳的九倍，这是一件具有里程碑意义的事情。地球上有如此熟悉的景观，哪里是寻找生命迹象的最佳场所？尽管甲烷湖似乎是显而易见的选择，但内什和她的同事却发现了火山口和冰火山(在这些地方，液态水从土卫六的冰层下喷发出来)是两个最诱人的地方。这两个特征都有望将土卫六的冰壳融化成液态水，这是形成复杂生物分子的必要步骤。摩根·凯布尔博士是位于加州帕萨迪纳的美国宇航局喷气推进实验室仪器系统实施和概念部分的技术专家，是“tholins”(简单的气体混合物受到宇宙辐射时产生的有机物)的专家。当我们把tholins和液态水混合在一起时，我们会使氨基酸变得非常快，因此任何在土卫六表面或其表面有液态水的地方都可能产生生命的前体——生物分子——这对我们所知的生命来说都很重要，这真的很令人兴奋。
火山口是最好的
在土卫六上，由于低温火山和环形山都是真正的熔点，应该把钱押在哪个特征上呢？对于内什来说，答案是明确的环形山，尽管土卫六上没有我们的卫星那么多。火山口形成的原因主要有三个，首先我们很确定土卫六上有陨石坑。塌陷是一个非常常见的地质过程，我们看到的圆形特征几乎肯定是地表上的陨石坑。第二点是环形山可能比低温火山产生更多的熔融，这意味着“它们需要更长的时间来冻结，所以水会保持更长时间的液态，液态水是发生复杂化学反应的关键。
Sotra Facula是土卫六上的一座低温火山，这张照片是由覆盖着红外色彩的雷达地形绘制而成的，它展示了火山的火山口、山峰以及从冰火山流出稀薄、明亮的水流。图片：NASA/JPL–Caltech/USGS/University of Arizona（同图3）
最后一点是，撞击坑产生的水应该比低温火山的温度要高，更热的水意味着更快的化学反应速率，这对产生生命的分子是有保证的。水在这些环境中可以保持液态数千年，甚至更久，另一方面，低温火山就没那么热了，当一座低温火山爆发时，它通常会在冰层融化的温度下喷发。土卫六上的任何‘熔岩’(在这种情况下，是一种淤泥状的水)都会被大量的氨气所覆盖，这就会在很大程度上抑制冰点，从而使熔岩变得相当冷。
为了给这些冰冷的火山“棺材钉上最后一颗钉子”，低温火山活动被证明是一个更加模糊和难以捉摸的过程。想象一下冰，它比水密度小，漂浮在一杯水中。当有这样的密度对比时，想让水浮到冰面顶部是很困难的。低温火山是比较难做的事情，在土卫六上几乎没有证据证明它。事实上，在土卫六上，低温火山活动可能并不真实。泰坦上的一个巨大的地貌，似乎有一个像火山口一样的大洼地，这也许是我们在泰坦上有一个低温火山的最好的例子。所以如果它真的存在的话，它就更少了。
原位测量
Sinlap(直径112公里/70英里)，Selk(90公里/56英里)和Menrva(392公里/244英里)陨石坑，是泰坦上最大的新陨石坑，是我们最终拥有在这些陨石坑中寻找生物分子的能力的最佳地点。探测器将需要降落在土卫六上，并进行现场测量，以实现这一发现。但这些目标是未来泰坦任务的下一个候选者吗？并不是每个人都信服。行星科学研究所的资深科学家David Grinspoon博士说：即使有这样的结果，我们也不知道去哪里搜索，我不会用它来指导我们去泰坦的下一个任务，这是不成熟的。相反，Grinspoon希望在泰坦上找到更多的地方，因为我们对这颗行星的了解实在太少了，所以我们更有必要先对一系列环境进行描述。然而，尽管土卫六令人困惑，在这个寒冷的世界上寻找生命的基石需要从某处开始，而这项研究的结果给我们的不是一个，而是三个潜在的候选者，在哪里开始搜寻，希望还有更多的机会。
博科园-科学科普｜参考期刊：天体生物学
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