地球之外，哪里還會有水？

忘記行星吧，太陽系里的多個冰冷的衛星有可能是尋找外星生物的最佳地點。

數十年來，在太陽系里尋找外星生命的研究人員都遵循一條簡單的原則：“先找到水”。在地球，水是生命必不可少的物質，水獨有的多種特性讓那些想尋找外星人的研究人員認為在其他星球情況也是如此。這也是研究人員對火星給予這么多關注的原因。火星的大氣層含有水蒸氣，在火星北極還有閃閃發亮的冰蓋。

液態水是組成生命的必需物質，液態水能很好地存在于火星地表下面，有時也能存在于火星表面，火星地表干涸的河床和湖泊就表明大量液態水曾經存在于火星地表。人類的航天器曾在火山口壁上發現了神秘的黑槽，最近從好奇號探測器傳回的結果表明這些黑槽可能是鹽水水流，高鹽分的鹽水能在極低溫度下還能保持液態形式。

不論怎樣，火星的最好的情況不過是一個沙漠里有幾處水洼。在離太陽的更遠的位置，有幾個低溫星球，在他們固體表面之下，看起儲存了多達幾個海洋的水。即便以空間探索的標準來衡量，這些水距離地球數十億公里遠，無法對其進行直接檢測，這是研究上很具挑戰性的課題。但研究人員正在準備幾個計劃來研究這些星球上的水。

5月26日，美國國家航空和宇宙航行局公布了一套為“木衛二大剪刀”計劃（Europa Clipper）研制的科學儀器，“木衛二大剪刀”計劃（Europa Clipper）是美國國家航空和宇宙航行局的一個20億的計劃，將于本世紀20年代早期啟動。雖然計劃名稱聽起來很不錯，但這些科學儀器不會運往歐洲海域，而是將發射到木衛二星球，木衛二是木星的一個寒冷的衛星。“木衛二大剪刀”計劃有可能找出木衛二水的化學成分，如果條件允許，還能發現這些水的生化成分。

從沙漠到海洋

在火星上，沒有在水中找到生化成分，即能形成生命的化學分子的痕跡。四十年前，兩臺“海盜”探測器在火星著陸，在火星表面采取多份樣本進行各種化學測試，以此方式來尋找生命。“海盜”探測器的發現讓人沮喪：沒有在火星不毛之地找到生命痕跡，但火星看起來具備形成生命的條件。此后，人類發射到火星的人造衛星和科學探測器除了找到一些細菌，在沒有發現其他生命的痕跡。

正因如此，研究人員對其他星球上的水產生興趣，一點也不讓人感到驚訝。土衛二是木星的一個小衛星，和木衛二一樣，土衛二有著豐富的水資源。土衛二蘊含的水量相當于蘇必略湖，而木衛二蘊含的水量超過了整個地球。

聽著讓人感到奇怪。與火星相比，木星和土星離太陽更遠。木衛二的平均溫度是零下171攝氏度，十分寒冷。雖然如此，陽光卻并非是木衛二這樣的天體的唯一熱源，萬有引力也是能加熱天體。對很多地球人而言，月亮和太陽的引力造成的海洋潮汐只會對海平面造成影響。像木星和土星這樣巨型天體在其衛星上造成的潮汐能量會讓這些衛星內核巖石產生摩擦，內核巖石的摩擦會讓這些衛星的溫度升高。這種加熱方式讓土衛二和木衛二蘊含了幾個海洋的水量，而水面上卻是一層冰蓋。

在土衛二上，科研人員觀察到土衛二海洋上的部分水飄到太空里了。卡西尼號探測器在土星軌道飛行了十多年，曾經發現有水柱從土衛二的南極噴向太空。木衛二也有類似的情況。在2013年，哈勃太空望遠鏡發現土衛二的表面有水柱噴出。

只有水，生物也不能存活。其他元素也是必要的，特別是碳元素和氮元素。這也是木衛二和土衛二的吸引力所在。有證據顯示木衛二和土衛二海洋的海床為巖石海床，能提供形成生物的必備元素。例如木衛二，有間接證據表明其海洋含有形成生物的元素，研究人員用電腦模擬了其內部情況并分析了遍布水面的褐色條紋，認為該褐色條紋是鹽類沉積受到陽光照射后產生的變色。

與之相比，土衛二的相關證據卻是實實在在的。在卡西尼號探測器發現土衛二有水柱從其表面噴出不久，卡西尼號探測器的控制器直接沖進了土衛二的水柱里。雖然卡西尼號探測器不是為此種任務而設計，卡西尼號還是提取了一些水柱樣本，并進行了分析。分析結果表明：土衛二的水柱樣本里包含多種復雜的碳基分子，是形成生物的基礎物質。

當然，這些物質能否形成生命，那又是另一個問題了。研究人員對土衛二進行研究越多，土衛二的吸引力也變得越大。3月12日，科羅拉多大學的徐肖恩（Sean Hsu）和同事們在《自然分析》雜志發表了一篇論文，該論文分析了土衛二水柱的硅酸鹽微粒。他們結論為：這些硅酸鹽微粒極有可能是在鹽堿海底熱泉噴口處形成的，熱泉噴口是富含礦物質的水從熾熱的海底巖石中循環后進入海底時形成的噴口。

在地球上，研究人員也發現了同樣的熱泉噴口，認為此類熱泉噴口是生命形成的良好場所。實驗室的實驗表明熱泉噴口內的微型氣井的運行方式與原發細胞類似，他們會收集有機化學物質，在“細胞”兩端維持一定的電壓差，以便進行化學反應。從理論上而言，這些都是活細胞的重要特征。

沒有找到正確的衛星嗎？

除了木衛二和土衛二，太陽系可能還有其他的蘊含著海洋的天體。3月，德國科隆大學的約阿希姆·紹爾領導的研究團隊宣布在木衛三發現了一個地下海洋，木衛三是木星最大的衛星；因此，其他木星、土星、乃至遙遠的海王星的其他衛星都有可能蘊含著大量的水。谷神星和冥王星也有可能蘊含著水資源，谷神星是小行星帶上的一個矮行星，冥王星是離太陽的距離比海王星還遠的一顆矮行星。現在，研究人員是注意力只集中在木衛二和土衛二這兩顆星球上。

如果美國國家航空和宇宙航行局繼續推進“木衛二大剪刀”計劃，其剛剛宣布研制成功的科學儀器將在木衛二相當稀薄的大氣層里重復地掠地飛行，讓研究人員更多地了解木衛二。如果運氣不錯的話，這些科學儀器將飛進木衛二表面噴出的水柱里，以了解更多木衛二海洋的情況，在2013年，哈勃太空望遠鏡就觀測到了木衛二噴發水柱的情況。如果沒有這種機會，那么研究人員只能再等待幾十年，直到人類能實現更具雄心的在木衛二著陸并直接鉆探的任務。

土衛二離地球的距離比木衛二更遠，但在很多方面，土衛二比木衛二更具吸引力，更能實現探測目的。克瑞斯·麥凱是美國國家航空和宇宙航行局艾姆斯研究中心的行星科學家，他指出：卡西尼號探測器已經證明檢測水柱的任務相對容易。探測器要做的就是在天體的大氣層里飛行，將所有捕捉到的物質帶回地球。那些物質可能不是有機體。蛋白質，甚至在某些環境中的氨基酸，都能帶給研究人員很多信息。

克瑞斯·麥凱希望每次從土衛二帶回的樣本都是簡單任務，證明了這種探測方式是可行的。日本宇宙航空研究開發機構和美國國家航空和宇宙航行局正著眼于一項聯合開發任務。與美國一樣，日本在采集宇宙天體樣本方面有著一定經驗；在2010年，日本的隼鳥號探測器就從彗星彗尾帶回了彗塵樣本。如果日本承擔一半探索土衛二的費用，探索土衛二的計劃將和探索木衛二的計劃一起列入美國國家航空和宇宙航行局的預算。

克瑞斯·麥凱博士表示：探索土衛二，只要一個單程宇航飛行就能找到土衛二是一個有生物的星球還是只是一個具備生物產生條件的星球，這是探索土衛二的一個優勢。生物化學反應或非生物化學反應都能產生氨基酸。很多氨基酸都是手征性，這表明同樣成分能以不同的方式組合在一起，就像四只手指和一個大拇指既能組成左手，也能組成右手。簡單化學制造的東西都具備“左右手”的特征。

地球上的生物化學有著很強的左手印記，而且看起來這種趨勢在地球上無處不在。如果飛越了土衛二水柱的探測器帶回的物質是左手特征氨基酸，就能證明土衛二上存在著生物。