在北极喷口地点的惊喜发现可能有助于寻找外星

    新的研究表明，地球上一个偏远的地方有类似于土星冰冷卫星土卫二的海底活动。这一发现提供了一个新的机会，可以帮助科学家为未来的太空任务做准备，这些任务将探索地下海洋世界上存在生命的可能性。

    一个国际研究小组于2014年在北极发现了名为Aurora的热液喷口，并于2019年再次访问了它。Aurora位于永久冰盖下约2.5英里（4公里）处，是地球上最深的热液区之一。因此，研究人员发现它是一个天然的原始实验室，用于研究该地区的地质及其长期承载热液喷口的能力也就不足为奇了——这是生命在冰封海洋深处开始的一个重要方面.

    “我们可能发现的最大部分是冰盖海洋下的一个喷口，它也是研究与生命起源和寻找地球以外生命相关的有机合成的好地方，”ChrisGerman，a伍兹霍尔海洋研究所的资深科学家和该论文的第一作者在一份声明中说。

    Aurora是一座位于Gakkel海脊顶部的海山，形成了一个发散的构造板块边界。这条位于格陵兰岛和西伯利亚之间的山脊正以每年仅半英寸（一厘米）的极其缓慢的速度扩张。

    随着板块变宽，海水从地壳的裂缝中渗出，下面的热岩浆将其加热到高达750华氏度（400摄氏度）的温度。热量引发化学反应，从水中去除氧气和其他化学物质，然后以羽状物的形式射回海洋。这个过程称为热液喷发。

    科学家们认为，类似的过程会在某些冰冷的卫星上发生，尤其是土星的卫星土卫二。美国宇航局的卡西尼号任务于2004年至2017年对该系统进行了探索，发现了从月球南半球的冰壳中喷出的水柱。

    在极光，研究这些羽状物可以深入了解地壳的构成、向海底供应矿物质的机制以及生命如何在这种极端环境中开始和生存。先前的研究表明，像Gakkel这样的超慢扩张脊的温度不足以维持长时间的热液喷发。因此，科学家们认为这些喷口不太可能是寻找生命的地方。

    “这是一类以前被认为无法维持大型热液矿藏增长的喷口，”German在声明中说。“直到现在，科学家们还认为，如此小的火山系统无法维持足够长的热液循环以生长如此大的矿床。”

    然而，研究小组发现，极光热液田含有高含量的金、铜和甲烷。最后一种化学物质是一个特别令人兴奋的发现，因为卡西尼号在土卫二的羽流中检测到了甲烷，这可能暗示着类似的深海热液喷口。

    在Aurora，German的团队使用高分辨率声纳仪器和指向下方的摄像机来捕捉喷口位置的图像和实时视频。在其他特征中，科学家们发现了一种叫做石笋状热液烟囱的构造，这些构造升入奥罗拉的水域。其中一些顶端的苍白“斑点”标志着微生物的生命——土卫二海洋深处可能存在的同一种生命。

    为了更好地了解极光的地下过程，该团队还收集了有关羽流本身的宝贵数据。研究人员称，这些结果表明，这些羽流与在缓慢扩张的山脊上发现的其他喷口相匹配，这些山脊富含地质学家所说的超镁铁岩。超基性岩石在地幔中形成，其成分与陨石相似。

    与北极的极光场非常相似，土卫二上的海底喷口也存在于超镁铁质岩石中，科学家认为这些喷口可能在将月球核心的矿物质冲入地下海洋方面发挥重要作用——这些矿物质对生命至关重要。

    热液喷口周围的生命

    尽管温度极高，但热液喷口周围的区域被认为是地球上早期微生物生命实现的地方之一（在新标签中打开）。生物学家在东太平洋的热液喷口周围发现了雪人蟹、巨型管虫和深海贻贝等生物。

    他们如何生存？太深无法获取任何阳光，这些生物不能依赖光合作用。相反，他们使用从热液喷口产生的化学物质作为能源。通过一个叫做化学合成的过程，它们排出了硫化氢、二氧化碳和其他由喷口排放的化学物质。

    “我们继续对海底的多样性和美妙感到惊讶，”德国人说。“每次我们出去探索时，我们都会感到惊讶，因为我们不仅会发现更多相同的东西。相反，我们会继续发现全新的事物，与我们以前见过的一切都不一样。”

    这项研究增加了越来越多的原因，为什么像土卫二这样的海洋世界是寻找地球以外生命的最令人兴奋的地方。