本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
如果說行星科學有什麼可預測之處，那就是它的不可預測性。土星衛星土衛二的非凡故事是這一特性的最佳例證之一。這個閃耀著白色光芒、反射率極高的水冰球體，可以輕鬆地容納在得克薩斯州的邊界之內，質量約為珠穆朗瑪峰的 10 萬倍，直到最近，它還只是環繞巨大環狀氣態巨行星的 62 顆衛星之一。這一切在 2005 年發生了改變，當時卡西尼號任務探測到從土衛二南部平原噴射出非凡的羽狀物，這些羽狀物似乎是富含水的物質。
自從那次發現以來，這個不起眼的岩石和冰球體已成為關注的焦點。土衛二遠非太陽系形成年代的惰性紀念物，而是在地球物理學（冰凍物理學）上是活躍的。雖然其表面溫度平均為寒冷的 75 開爾文（-320 華氏度），但其冰層中存在巨大的裂縫狀區域，溫度可能會升高很多。事實上，大約 16 吉瓦的熱能從土衛二的內部湧出，集中在這些區域。這與卡西尼號探測到的 500 公里高的羽狀物底部相吻合。
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直接的興趣在於，這種活躍的低溫火山活動（暫且用這個不太具體的術語）是否表明存在一個含有液態水的地表下環境。我們為什麼要關心？我們之所以關心，是因為液態水對地球上的生命至關重要。它既是一種獨特且用途極其廣泛的生物溶劑和化學介質。它也是我們星球範圍內的地球物理學和大氣迴圈的關鍵成分。總而言之，液態水可能成為宇宙中其他地方生命棲息地的潛在標誌。此外，在地球上，我們正在發現越來越多的環境，生命在這些環境中存在和繁榮，並且幾乎不在乎我們自己享受的那種溫帶陽光普照的生活方式。地表下生命實際上可能統治我們的星球，因此，當我們嗅探其他地方生物的跡象時，其他世界可見地表下的條件是首要關注的問題。
精確地發現土衛二上和內部正在發生的事情是一個巨大的挑戰。然而，巧妙地使用卡西尼號探測器使我們不僅能夠觀察冰羽，而且實際上能夠飛越足夠多的冰羽，以探測到單個物質顆粒的砰砰聲，並測量其一般化學成分。這些取樣突襲證實了羽狀物的水性成分，並表明可能存在簡單的碳氫化合物和氨。這些資料共同暗示了物質起源的一些潛在情景，包括一些實際上不需要大量液態水的情景。
現在，Postberg 等人在《自然》雜誌上報道的一項新研究似乎已敲定了液態水（大量液態水）的案例。他們對羽狀物成分和結構的分析揭示了靠近衛星表面的高鹽度羽狀物成分。鈉鹽和鉀鹽透過與岩石接觸很容易溶解到水中——正如地球上發生的情況一樣。這種富含鹽的水的細節指向了一個起源，即直接從暴露的液體蒸發到太空。就好像卡西尼號飛越了當您躺在海灘上時霧氣瀰漫在太陽鏡上的鹹味噴霧。
這意味著在衛星表面深處確實存在一個重要的海洋，一直延伸到富含鹽分的岩石核心。在這個海洋之上，有一層厚厚的冰層——可能深達 80 公里。地殼中的裂縫允許加壓的海水向上滲透，最終形成薄薄的冰凍覆蓋層。重力潮汐或冰構造的擠壓可以暫時打破最外層，使海水噴射到太空。
雖然這不太可能是定論，但看起來微小的土衛二可能擁有我們可能期望找到地下生物圈的所有成分；液態水、化學資源，以及可能來自岩石核心的放射性成因能量供應。這就引出了下一個大問題，這樣的生物圈實際上能否在原位起源和進化？
可以公平地說，我們甚至不知道我們自己的地球地下生物圈實際上是起源於地球表面之下，還是遷移到那裡（甚至可能來回移動）。儘管我們家園行星上的生物體在生活方式上存在著令人難以置信的多樣性和差異——從光合作用到化學自養（利用基本的環境化學物質（如氧化作用）來驅動新陳代謝，也稱為食物鏈的底部），但生命的共同基礎似乎就是這樣，我們所有人都是共同的。但我們不知道在地球生命 40 億年的歷史中，不同環境的相對重要性。這使得我們極難猜測生命是否能在土衛二這樣的冰冷小玩意中永遠被困住而起源和生存，或者像這樣的地方是否可能缺少一些關鍵成分——像地球表面這樣的臨時可選環境——這是配方所必需的。
我們更有理由去找出答案，如果我們能夠的話。探測像土衛二這樣令人難以置信的天然試管中是否存在生命，可以為我們提供關於地球上生命本質的獨特而基本的線索，就在我們腳下。如果關於我們起源之謎的最後一塊拼圖不是來自熱帶島嶼上潮溼的潮汐池，而是來自太陽系深處一顆冰凍衛星的冰冷內部，那將是故事的一個非常美妙的轉折。
圖片來源：NASA/JPL/SSI