原标题：卡西尼号观测发现土卫二存在地下热海 或存在生命
北京时间3月13日消息，据科学日报报道，美国宇航局卡西尼号宇宙飞船为科学家们提供了有关土星的卫星土卫二表现出现代热液活动迹象的第一批证据，这些活动类似于地球深海里的热液活动。土卫二上的这些活动的开启前所未有的科学可能性。
土卫二存在地下热海
“这些发现增加了土卫二存在适合活的生物体生存的环境，土卫二包含一个地下海洋且表现出显著的地质活动。”美国华盛顿美国宇航局科学任务理事会的副行政官、宇航员约翰·格伦斯菲尔德（John Grunsfeld）这样说道。“在太阳系里，或可能支持生命存在的极端环境的出现意味着我们距离回答这一问题又近了一步，也就是我们是否是宇宙里唯一的存在？”
当海水浸润并与岩石地壳发生反应并以加热的、饱含矿物质的溶液出现时，就会发生热液活动，这以活动在地球海洋里会自然产生。根据两篇科学文章，这些结果是第一次清晰的暗示土卫二这颗冰卫星可能也正在进行着相似的活跃过程。
第一篇发表在期刊《自然》上的文章与卡西尼号宇宙飞船在土星系统里探测到的岩石微观颗粒有关。一项广泛、长达四年的数据分析、计算机模拟和实验室内进行的实验导致研究人员得出结论：这些小颗粒很可能形成于包含来自土卫二岩石核心的未溶解矿物质的炙热水体向上移动的过程，它们与较为冷却的水体发生了接触。产生小岩石颗粒的这些相互作用要求温度至少高达90摄氏度。
“我们能够利用这些间歇泉喷向太空的小岩石颗粒查明冰卫星海底和地下的环境条件，这真是太令人激动了。”文章首席作者、美国科罗拉多大学博尔德分校的博士后研究员徐肖恩（Sean Hsu）这样说道。
卡西尼号的宇宙尘埃分析仪（CDA）设备反复检测到富含硅的小岩石颗粒，即使是在2004年卡西尼号尚未进入土星轨道时。通过消除过程，CDA研究小组总结称这些颗粒一定是二氧化硅颗粒，后者常见于地球上的沙子和矿物石英。卡西尼号观测到的颗粒大小保持一致，最大的只有6-9纳米，它是研究人员得出背后一定存在特定过程的线索。
在地球上，形成这样大小的石英颗粒最常见的方法是一系列特定环境里的热液活动，也就是当包含超饱和二氧化硅的碱性盐水经历了温度骤降。“我们系统的寻找了这些纳米大小二氧化硅颗粒的其它解释，但即使是最新的结果也只指向了单一最可能的起源，”研究合作作者、卡西尼号CDA项目小组科学家、德国海德尔堡市马克斯-普朗克核物理研究所的弗兰克·波斯特伯格(Frank Postberg)博士这样说道。
徐和波斯特伯格与日本东京大学的同事密切合作，后者进行了细节的实验室实验，从而证实了热液活动假说。由安人关根（Yasuhito Sekine）带领的日本科研小组核实了这些纳米大小的二氧化硅颗粒形成的环境条件。研究人员认为这些环境可能存在土卫二海底，在那里卫星核心内部的热水遇到了海底相对冰冷的凉水。
极其小的二氧化硅粒子也可能暗示了它们从热液起源向上移动至接近表面的间歇泉源头的速率相对较快。从海底到外太空的50千米的距离，这些颗粒只经历了几个月或者几年的旅途时间，否则它们可能可以长得更大。作者指出卡西尼号的引力测量可能暗示了土卫二的岩石核心是多孔的，这使得海洋的水可以渗透进去，从而提供了岩石和水发生相互作用的巨大表面区域。
第二篇近期发表在期刊《地球物理研究快报》上的文章表明热液活动是土卫二南极地区喷发的气体和冰粒子羽流里甲烷的两个可能来源之一。这项发现是建立在大量的建模之上，后者解释了为什么羽流里甲烷大量存在。
研究小组发现，在土卫二海洋的高压环境里，名为水合物的冰物质可能会在水冰的晶体结构里围困甲烷分子。他们的模型表明这一过程耗尽甲烷海洋的效率是如此高以至于科学家们仍需要另外一项理论解释为什么羽流里仍存在大量甲烷。
其中一种可能情境是，热液过程导致海洋里的甲烷超饱和。当甲烷产生的速率高于它转化为水合物的速率时，这一情况是可能发生的。第二种可能性便是来自海洋的甲烷水合物被拖拽进入喷发的羽流里，并随着它们的上升释放了甲烷，就像刚开瓶的香槟底部向上冒的气泡。
研究人员表示从某种程度上说，这两种情景都可能发生，但他们认为纳米二氧化硅颗粒的存在更支持热液假说。“我们并没有预想对土卫二海洋的水合物研究会导致我们得出甲烷产生于热液活动过程的观点，”研究首席作者、德州大学圣安东尼奥分校的研究生亚历克西斯·布凯（Alexis Bouquet）这样说道，他与美国西南研究所的亨特·韦特(Hunter Waite)合著了这篇文章，后者带领了卡西尼号离子和中性质谱仪（INMS）研究小组。
2005年卡西尼号首次揭示了土卫二上活跃的地质活动，它当时发现了土卫二南极地区喷射的冰喷雾和高于预期的表面温度。利用强大的科研设备，这一项目很快就展示了包含水冰和蒸汽、盐和有机物质的高耸羽流。2014年发表的引力科学结果强烈支持了30-40千米厚的冰层下方大约有一个10千米深的海洋的存在。
原标题：卡西尼号观测发现土卫二存在地下热海 或存在生命
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