近日，中国科学技术大学地球和空间科学学院研究员郝记华等人研究发现，在土卫二海水中含有很丰富的溶解态磷酸根，供给可能存在的地外生命。相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。

“我们可以比较自信地说，土卫二已成为除地球外，唯一一个集全生命六大基本要素的地外海洋星体。并且它海水中的磷含量相当于地球海水中磷含量的1万倍，更适合微生物的生存。”郝记华说。

土卫二是土星的一颗天然卫星，体积较小，表面被厚厚的冰层覆盖。传统研究认为，土卫二等冰卫星的内部能量太少，不足以支撑其内部长期存在液态水体。在此前研究中，科学家已经在土卫二海水中发现了丰富的碳、氢、氧、氮及少量的硫，也拥有多种多样的有机物质，但对于生命六大基本构成元素之一的磷仍然没有相关报道。

郝记华介绍说，“磷组成了所有生命的‘能量货币’，对于创造DNA和RNA、生物膜、人和动物的骨骼牙齿也是必不可少的材料。但是，它在地球水体中含量很低。”因此，磷的匮乏被普遍认为是限制生命起源和现代生物规模的关键。

那么，土卫二海水中是否含有磷元素？磷元素的含量会不会是限制其生命宜居性的关键？针对这些重要科学问题，郝记华领衔的国际合作团队，通过对数据搜集，设置土卫二冰下海洋化学环境的边界条件，构建水与岩化学反应模型，理论模拟了土卫二海水化学。结果表明，即使海水呈现还原性，磷依然主要以正磷酸盐形式存在，其他磷形态（包括有机磷）不稳定。此外，研究团队还构建了水-岩相互作用的动力学模型，证明海水对土卫二核部的交代过程可以快速地释放大量磷酸根。

郝记华等人研究发现，土卫二星核中的含磷岩石，只需要约10万年就能向海水溶解出不少磷，而土卫二的海洋已存在1亿年以上。上述发现首次揭示了土卫二海水中有比较高的溶解态磷。结合前人的研究，土卫二海水中将含有丰富的六大生源元素，有利于生命的起源和微生物的生存。此次研究成果弥补了土卫二海水宜居性研究的空白，为未来发射冰卫星载荷，探测土卫二海洋中可能的生命信号提供了科学参考。此外，研究构建的土卫二水与岩化学反应模型未来也可以应用到研究其他营养元素以及其他冰卫星海洋。

文/记者 王利

编辑/王朝