現在，研究人員已經建立了土衛二的海底熱泉環境模型，用來估算這樣一個產甲烷的生態系統的質量，從而能夠更好的理解有多少細胞可以進入羽流，並被羽流攜帶噴發到土衛二的表面。

安東尼·阿夫霍爾德是亞利桑那大學的博士後研究助理，也是這項研究的主要作者。他在一份聲明中說到，模擬出的土衛二全部海洋中的細胞數量，僅相當於地球一頭鯨魚的質量。這著實很令人吃驚。

通過估計細胞的密度，該團隊發現了土衛二上的生命承載區（或者叫海底熱泉附近的生物圈）可能範圍非常小，少於10噸碳的密度，這筆地球海底熱泉附近的生物圈要小。

卡西尼號探測器拍攝的土衛二羽流，這些羽流的水中可能攜帶了微生物。(圖片所有權: NASA/JPL–Caltech/太空科學研究)

儘管如此，我們仍可以從這篇研究中了解到，有充足數量的細胞和來自甲烷基微生物的有機物質有可以進入到羽流並噴發到空中，這也增加了造訪的太空飛船捕獲到它們的機會。

阿夫霍爾德說，土衛二生態圈可能非常稀少。然而模型研究表明，羽流中能夠包含足夠多的有機分子或細胞，當羽流源源不斷地產生時，這些有機物也可以被未來的探測器儀器採集到。

如果土衛二的海底熱泉生存著甲烷基微生物，那這些生物也會像在地球上一樣，居住在離熱泉很近的地方。熱泉釋放出的溫暖水流，混雜著甲烷基微生物的細胞，將直升衛星表面。在這裡，至少有100座活躍的羽流會透過裂縫，衝出被冰層覆蓋的地殼。

地球上馬里亞納海溝的深海熱泉。（海底火山帶。圖片提供方： 鐵人, NOAA/PMEL, NSF.）

與地球相似的熱泉可能同樣存在與土衛二的海底。在地球上，海底熱泉的環境孕育了雪蟹，多毛蟲，和不同種類的蝦類生物，這些蝦的背部長著光敏細胞（或者眼睛）。假如地球上這種海底熱泉周圍的深海生態環境是獨特的的和多樣的，那麼土衛二上相似的海底熱泉將更會是一個讓人著迷的尋找地外生命之地。

研究人員認為，假設大多數甲烷來自於居住在土衛二深海中的甲烷基微生物，那麼從軌道探測器中取樣就是可能的，前提是這些細胞在到達土衛二表面後仍然能夠存活。

先前的研究表明，羽流中93%的物質要降落回到土衛二的表面，這使得通過飛飛躍的方式取樣成為一項爭分奪秒的挑戰。此外，並不是每個進入羽流的細胞都能適應羽流向上噴發至太空中過程中的壓力變化而生存下來，這個過程會有94%的細胞都由於減壓而遭到破壞。

也許另一個更令人擔心的挑戰是一種叫做有機無生命無定形的非生命元素的存在。正如研究者在本研究中所描述的，無生命無定形物質和有生命的細胞有相同的特徵，將導致假陽性（誤採集）的風險很高。

為了克服這些挑戰，並最大限度地增加取樣到真實細胞的幾率，阿夫霍爾德的團隊發現至少取樣0.1mL的羽流才能夠保證，也就是說，至少需要100次的探測器飛躍才足夠。

100次飛躍聽上去很多，但當前NASA的一個旗艦計劃「土衛二軌道著陸探測器」，顯示出這個目標是可以實現的。在環繞土衛二運行的一年半時間裡，「土衛二軌道著陸探測器」可以實現對羽流的1000次飛掠。這些樣本將會是尋找土衛二上是否存在生命的重要數據點。

阿夫霍爾德說，也許在幾代人的時間內我們都很難在異星世界中找到活體細胞存在的明確性證據。在那之前，我們都不能排除土衛二上存在生命的事實。

BY:Sharmila Kuthunur

FY: 天樞

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