上個月，美國國家航空航天局（NASA）宣佈在火星的幾個撞擊坑中發現了水冰，並在月球表面廣泛分佈了水或羥基，太陽系變得更加熟悉，因為它似乎更適合地球上的生命存在。
但這僅僅是因為宇宙的其他部分與地球有很多共同之處，還是反之？水，這種孕育和滋養地球生命的獨特分子，顯然在太陽系中很常見，甚至可能很豐富。觀測證據表明，水以固態、液態或氣態的形式存在於水星的兩極、金星厚厚的雲層中、火星上、小行星和彗星內部，以及木星、土星、天王星和海王星上。科學家們還推測，木星的衛星木衛二、蓋尼米德和卡利斯托擁有廣闊的地下液態水海洋。他們還透過光譜學檢測到冥王星的衛星卡戎上的水霜。當然，科學家們早就知道H2O似乎也普遍存在於太陽系之外。他們在星際氣體中，甚至在恆星大氣層等不太可能的地方都檢測到了它。也許這不應該是什麼啟示。畢竟，氫是宇宙中最常見的元素，其次是氦和氧。
“簡單（分子）一次又一次地出現並不令人驚訝，”美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）位於帕薩迪納的行星科學家帕梅拉·康拉德說，她是2011年末前往紅色星球的下一代火星科學實驗室的科學團隊成員。“但我認為，在特定的行星或太陽系中的其他天體上發現它，其意義遠不止於我們是否對它的存在感到驚訝。它允許我們推測是否存在其他與生命起源或維持相關的化學物質。”
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
當科學家們繼續尋找外星水時，應該提醒他們為什麼實際上要尋找它。究竟是什麼原因使水，特別是液態水，對生命至關重要？簡短的答案是，地球上的生命需要它。光合作用生命從水分子中奪取氫來製造糖。生物體利用水來增加細胞的剛性並運輸營養物質。如果我們不喝水，我們就會死亡。
但是，正是少數內在且獨特的特性，解釋了為什麼水是生命的靈丹妙藥。密歇根大學安娜堡行星科學實驗室研究行星形成及其大氣演化的蘇希爾·阿特雷亞這樣分析道：“液態水充當溶劑、介質和某些型別蛋白質的催化劑，而這三件事是生命得以繁榮的主要原因，”他說。
液態水作為溶劑的特性，其中鹽和氨基酸和糖等有機化合物容易溶解，是由於其偶極分子結構。水中的氧原子比氫原子更強烈地保持其電子，因此它們積累了負電荷。水的氫原子，彎曲在水分子的同一側，帶正電。由此產生的結構是水分子能夠分解如此多種化學物質的原因。
“（水）在與分子的一部分或離子的某一部分交朋友方面非常出色，”JPL的康拉德說。“而水的這種特性很特別，因為比其他型別的溶劑更能溶解的東西。”因此，水是允許巨大多樣性的化學物質的偉大仲裁者。“當你試圖創造生命時，你希望在可以嘗試許多事情的條件下……希望某些東西會形成，”他說。
阿特雷亞說，儘管水是一種優良的溶劑，但它也提供了化學反應發生和營養物質易於運輸的理想介質。這包括酶，它們對生命過程至關重要，需要水才能發揮作用。“它們必須處於某種形狀才能充當生化反應的催化劑……而水使它們能夠處於某種形狀，”他說。
還有一些其他特性使水成為生命理想的介質：水可以在很寬的溫度範圍內保持液態，從攝氏零度到攝氏100度，如果加入溶解的鹽和氨等氣體，甚至更寬。（範圍也隨壓力而變化。）此外，冰漂浮。冷凍水的密度小於其液態形式，因為“當你製造晶體時，以有序的重複模式排列原子，你就是無法將它們堆疊得非常緊密，”康拉德說。水的固態和液態之間的密度差異意味著冰層可以覆蓋海洋，保護下面的生命。如果冰沉沒，水將從底部向上凍結，我們將生活在一個非常不同的世界。（除了水之外，只有少數其他物質在冷凍時密度會降低。它們包括矽、乙酸和鍺等。）
水的這種特殊特性可能使生命在木衛二這樣的地方成為可能，木衛二是木星覆蓋著冰層的衛星，科學家懷疑其下方有一個液態水海洋。科學家懷疑，火星上可能存在地下液態水，並且在土星衛星土衛二的地表下也觀察到了噴湧而出的水冰。與此同時，一些科學家懷疑土星的衛星泰坦地表下可能存在液態水。
另一個不應被忽視的特性是：水吸收紅外輻射，因此它可以儲存熱量並幫助生物維持體溫。在木衛二冰冷的殼層之下，一個關鍵的熱源可能是木星施加的潮汐力所激發的衛星的岩石地幔，這可能會溫暖可能深達100公里的海洋底部，JPL卡西尼任務在土星的首席科學家鮑勃·帕帕拉多說，他也在為2020年代中後期對木衛二的下一次機器人探索做準備。
正是在那些化學不平衡的地方，水與木衛二炙熱的岩石地幔接觸，生命才可能在那裡繁榮。地球海洋底部的熱液噴口，那裡有奇怪的生命形式聚集在噴出富含營養化學物質的“黑煙囪”周圍，可能類似於木衛二海洋底部發生的情況。對該衛星的斷裂冰鞘的觀測和來自伽利略號宇宙飛船的磁力計讀數都表明，隱藏在視線之外的是鹹水海洋。
“我們很確定木衛二的內部今天溫暖潮溼，”帕帕拉多說。“我當然認為，當你審視這些生命的組成部分時，木衛二會成為最值得探索的地方。”