土卫二的卫星是太阳系最适合生命繁衍生息的外星地点之一。它拥有一个全球性的咸海，从理论上讲，内部加热可以将其温度保持在适合外星海洋生态系统的温度。
然而，探测生命并不是一件容易的事。月亮被冰壳包围，估计是5公里厚最薄处为 3.1 英里，其下方的海洋深 10 公里。这对地球来说是一个足够巨大的挑战，更不用说距离半个太阳系的月球了。
但我们可能根本不需要费尽心思钻穿土卫二的外壳。一项新的研究发现，我们应该能够在冰冷的月球表面喷出的咸水羽流中探测到生命——即使那里没有那么多生命。
“显然，让机器人爬过冰缝并深潜到海底并不容易，”进化生物学家雷吉斯·费里埃说亚利桑那大学的。
“通过模拟准备更充分、更先进的轨道航天器仅从羽流中收集的数据，我们的团队现在已经证明，这种方法足以自信地确定土卫二海洋内是否存在生命，而无需实际探测土卫二的深度。月亮。这是一个令人兴奋的观点。”
土卫二与地球有很大不同。它不太可能爬满牛和蝴蝶。但在地球海洋深处，远离赋予生命的太阳光，出现了一种不同的生态系统。生命聚集在海底的喷口周围，喷出热量和化学物质，生命不依赖于光合作用，而是依赖于利用化学反应的能量。
我们对土卫二的了解表明，类似的生态系统可能潜伏在其海底。它每 32.9 小时绕土星一周，沿弯曲的椭圆形路径运行月亮的内部，产生足够的热量以使水最接近地核液体。
这不仅仅是理论：在冰壳最薄的南极，数百公里高的巨大水柱有从冰层下面喷出水，科学家认为这些水有助于形成土星环中的冰。
当土星探测器卡西尼号飞过这些羽流时十多年前，它检测到了几种奇怪的分子——包括与地球热液喷口相关的高浓度分子：甲烷和少量的氢气和二氧化碳。这些可能与产生甲烷有关古细菌在地球上。
“在我们的星球上，尽管有黑暗和疯狂的压力，热液喷口仍然充满了大大小小的生命，”费里埃说。 “最简单的生物是被称为产甲烷菌的微生物，即使在没有阳光的情况下也能自我供电。”
产甲烷菌代谢氢气和二氧化碳，释放副产品甲烷。费里埃和他的同事对我们可能期望在土卫二上发现的产甲烷菌生物量进行了建模，如果这些生物量存在于热液喷口周围，就像在地球上发现的那样。
然后，他们模拟了细胞和其他生物分子通过通风口喷出的可能性，以及我们可能会发现多少这些材料。
“我们惊讶地发现，假设的细胞丰度仅相当于土卫二全球海洋中一头鲸鱼的生物量，”进化生物学家安东尼·阿夫霍尔德说现在就职于亚利桑那大学，但在进行这项研究时他在法国巴黎科学与文学大学。
“土卫二的生物圈可能非常稀疏。然而我们的模型表明，它的生产力足以为羽流提供足够的有机分子或细胞，供未来航天器上的仪器捕获。”
配备了预期丰度的这些化合物后，轨道航天器也许能够探测到它们——如果它能够进行多次羽流飞行以收集足够的材料。
即便如此，也可能没有足够的生物材料，并且细胞在穿越冰层并被喷入太空的过程中幸存下来的机会可能相当渺茫。
在没有这样确凿证据的情况下，研究小组建议，如果丰度超过一定阈值，甘氨酸等氨基酸将作为替代的间接信号。
“考虑到根据计算，土卫二上存在的任何生命都将极其稀疏，我们仍然很有可能永远无法在羽流中找到足够的有机分子来明确地得出其存在的结论，”费里埃 说。
“因此，我们不是关注有多少足以证明生命存在的问题，而是问，‘在没有生命的情况下可能存在的有机物质的最大数量是多少？’”
研究人员表示，这些数字可以帮助设计未来几年的任务。与此同时，我们将在地球上，想知道绕土星运行的卫星的海洋深处的生态系统会是什么样子。
该团队的研究成果发表于行星科学杂志。
