（原标题：In a galaxy awash in water, do any other worlds have just enough）

网易科技讯 5月31日音讯，据Aeon报道，到目前为止，我们所知的最大、最深的水体还历来没有人踏足过，它外面没有岛屿、海岸及风浪，没有波光粼粼的外表。这片黑暗的陆地无法在地球上的任何地图上找到，它远在间隔地球4.8亿公里之外的木卫二欧罗巴（Europa）上。木卫二是盘绕木星运转的至多69颗卫星之一。

图：由“伽利略”号探测器拍摄到的木卫二（Europa）近照

从1995年到2003年间，“伽利略”（Galileo）号探测器曾经11次略过木卫二，其取得的数据显示，在这颗卫星润滑冰层的外表之下有个宏大的咸海。据估量，它的深度约为9.6万米(相当于太平洋最大深度的8倍)，其水量是地球陆地总和的两到三倍。而木卫二绝非独一充溢液态水的行星或卫星。至多还有两颗木星卫星――木卫三（Ganymede）和木卫四（Callisto）有地下陆地。

土星卫星――土卫六（Titan）和土卫一（Mimas）也能够有相似陆地。毫无疑问，另一颗土星卫星――土卫二(Enceladus)，在其冰冻地壳上面一定也有少量液态水，其水量很能够与五大湖相当。2005年，“卡西尼”（Cassini）号探测器捕获到土卫二间歇泉喷出的冰和水蒸汽进入太空数百公里的现象，提供了其上有水确实凿证据。2015年10月份，“卡西尼”号甚至从间歇泉上空飞过。事先这艘探测器从间隔土卫二外表上空58公里处略过，对其喷发物停止采样。

宇随着中国经济向消费型模式的转型， 电子商务和移动电子商务的快速发展带来了支付行业强劲的增长。宙中液态水的丰厚性和普遍性完全推翻了迷信家们的希冀。在“卡西尼”号、“伽利略”号和其他探测器有所发现之前，人们的共识是：木星和土星的卫星看起来很像我们地球卫星（月球）或许火星的卫星，它们都由岩石构成，地表是布满陨石坑的荒原，对生命充溢了敌意。

位于加州山景城SETI研讨所的地理学家塞斯・肖斯塔克（Seth Shostak）说：“没人意料到会有地下陆地。它扩展了我们有关可寓居性的概念范围：在我们之前没有思索过的世界，异样能够发现生命迹象。我们总是假定，生命一定生活外行星上。但在我们的太阳系中还有其他七个中央，我们有理由以为能够存在生命――至多是生命存在的条件。七个!大少数都是卫星!”

在我们本人太阳系中都有如此多的水，简直可以一定的是，其他恒星四周的有数行星上也一定有陆地存在，更不必说有水的卫星了。地理学家曾经初步确定了太阳系以外的局部“水世界”，即基本没有海洋的行星。位于德克萨斯州圣安东尼奥市的东北研讨所“卡西尼”号义务迷信家克里斯多弗・格林（Christopher Glein）说：“这真是令人难以相信，就像发现了全新的陆地学范畴。”

预先看来，也许外星陆地的存在不应该令人感到如此诧异。氢占宇宙中普通物质的74%，氧是宇宙中第三罕见的元素。将两者结合起来，你就可以找到水。地理学家曾经在月球甚至是水星（离太阳最近的行星）上的陨石坑中，察看到水冰的痕迹。在星际云团和重生行星零碎的尘埃盘中，以及在许多宏大系内行星的大气中，水冰也很罕见。

美国宇航局(NASA)上司詹姆斯・韦伯太空望远镜(James Webb Space Telescope，方案于明年发射)的项目副迷信家伯尼・米尼克(Bonnie Meinke)说：“对系内行星的研讨曾经非常深化。在过来的20年里，我们理解的系内行星数量曾经从很少增至数千颗。我们如今晓得，在夜空中看到的每一颗恒星，能够都随同着行星。我以为我们可以预期，这些恒星四周的大局部行星上都存在某种方式的水。”

有水的中央能够就有生命，因而“追踪水”一直是天体生物学家们信仰的格言。是什么使水显得如此重要？熄灭生命引擎的化学反响需求这种液体来溶解和运输细胞中的分子。水是已知的最好溶剂之一，与其他任何物质相比，水能在更大温度范围内坚持液态。其他液体能够会在某些真正的外星生物化学反响中发扬作用，―例如，在土卫六上发现的液态甲烷湖。但到目前为止，还没有任何已知的生命成为例外，不用恪守“生命需求水”的规律。

那么，那些完全被这种根本物质（水）掩盖外表的行星，能否都能成为生命的理想避风港呢？最近的许多研讨给这样的希冀泼了一盆冷水：许多“水世界”上实践上能够有太多的水，这反而障碍了生命的降生。或许即便生命降生，太多的水也限制了它们的茁壮生长。美国亚利桑那州立大学天体物理学家史蒂文・德斯(Steven Desch)说：“更多不一定意味着更好。”

德斯和他的同事们一直在运转模仿地球物理和大气环境的计算机模仿，这些环境能够在外星世界里被发现。他们的目的是为将来几代系内行星搜索者提供行星野外指南，德斯称其为“行星周期表”（Periodic Table of Planets）。它对那些大气层中最有能够含有生命副产品（例如氧气或甲烷等）证据的外星天体停止排序。最重要的是，这些气体必需少量存在，足以在将来几十年里用望远镜观测到。德斯说:“我们需求优先察看那些能够存在生命最佳目标的行星。”

现实证明，外星“水世界”能够是最蹩脚的中央之一。德斯的团队模拟地球树立了一颗行星的计算机模型，它的每个方面简直都与地球类似。它的大小与地球相当，处于既不太热也不太冷的温馨地位，与恒星坚持着波动的间隔。然后，他们用大约相当于地球5到7倍的水量吞没了这个世界，这足以吞没一切大陆。德斯称：“假设地球上多了6个大洋，那么珠穆朗玛峰也能够被吞没。”

经过使这样的虚拟世界变得单调有趣，它消弭了我们地球人以为天经地义的、一个至关重要的生命降生进程，即暴露岩石的风化作用。由于没有雨水或流水腐蚀岩石，德斯团队所发明世界的陆地中含有极少的磷元素，这是一切生命中不可或缺的元素。海水自身的酸性还缺乏以像海水那样无效地溶解磷。亚利桑那州立大学的微生物生态学家泰莎・费舍尔(Tessa Fisher)说：“磷是十分重要的，除了RNA和DNA，它还构成了ATP，这是我们所晓得的简直一切生物化学能量的携带分子。我们所了解的海洋生物化学，在没有磷的状况下不会发作反响。”

德斯和费舍尔强调，他们的模型并不扫除“水世界”有生命存在的能够性。这些行星上的陆地能够含有大批磷，但缺乏以维持少量的生命存在，协助他们在大气层中留下分明的印记。费舍尔说：“这样的星球大气层中，不会有你在地球上看到的30%氧气含量。一个完全由陆地掩盖的星球很有能够有生命存在，只是由于那里的生命是如此的边缘化，我们短期内不太能够从地球上应用技术探测到它们。”

不过，虽然有些外星世界上有太多水，但这并非意味着生命绝不能够存在。德斯的团队估量，假如一颗行星与地球大小相当，但其10%的质量以水的方式存在，那么它下面能够没有任何生命。这样的行星相当于地球上有400个陆地，陆地底部宏大的压力会发生密度超大的冰，被称为ice-six或ice-seven。德斯说：“这种状况会把事情搞砸，由于你不会有水-岩石交互作用。”

虽然看起来很乖僻，但这些“水世界”能够比像地球这样的岩石星体更罕见。在整个宇宙的行星零碎中，水和岩石能够异样丰厚。在我们的太阳系里，彗星、局部卫星以及冥王星外的柯伊伯带冰冻居民，都被以为是由等量的冰和岩石组成的。德斯称：“系内行星大约有50%的冰组成，这是正常的。不正常的是为何地球如此‘枯燥’。”

从我们狭窄的角度来看，地球似乎是最典型的陆地行星。从太空中看，它就是个淡蓝色的点，完全由陆地占主导。但一切这些陆地都在地球外表构成了最薄的薄膜。按质量计算，地球只要0.025%属于水。应用以后技术，地理学家们还无法判别相似地球的系内行星上能否有水。

地理学家运用两种根本技术来测定系内行星的构成。首先，他们经过察看行星在其恒星后方经过时的亮度来估量行星的大小。其次，他们测量行星盘绕的恒星的巨大摆动，就得出行星的质量。将行星的质量除以其体积就失掉了密度，从而协助地理学家们大致理解了该星球上气体、岩石物质和水的百分比。

德斯说：“想想我们地球的陆地有多薄，它不会以任何方式改动地球的半径。”他说，就目前而言，假如水占某颗系内行星质量的10%左右，地理学家可以判别出下面能否只要陆地。正如下面所提到的，这相当于400个地球陆地，这是有关生命能否降生的临界点。因而，我们能用现有技术探测到的“水世界”，不太能够承载任何生命。德斯表示：“这就是如今的艺术形态：我们有寻觅水的才能，当有10%的水时我们就能看到它，但这样的水量对生命降生来说太多了。”

七个这样的“水世界”正围绕间隔地球49光年远的恒星Trappist-1旋转，这颗恒星是其比利时发现者用他们最喜欢的啤酒品牌命名的。一切行星都与地球大小相当，其中三个位于其恒星的宜居带内，其轨道间隔允许液态水存在。它们是迄今为止探测到的最接近地球的类地行星之一，但它们能够都“太湿”了，生命也能够无法接受下面的冰的压力。

用望远镜来测量悠远行星的成分是一门不够准确的迷信。思索到这些限制，德斯和他的同事们估量，Trappist-1最外层的行星能够由50%的冰组成，而最外面的行星似乎至多有10%的液态水和冰。德斯表示：“这远远超出了能被谁掩盖的大陆极限。在陆地底部，能够会无数百甚至上千公里的高压冰。显然，这是个死星球。”

那么，如何才干辨认出“活的”行星呢？即拥有相似地球上大陆和陆地的星球，不能太湿也不能太枯燥。思索到宇宙的浩渺，一定有很多相似我们地球的世界，但我们如何找到它们呢？詹姆斯・韦伯太空望远镜(JWST)将在2020年开端其5到10年的义务，开端剖析宏大的、与海王星大小相当的系内行星的大气层，甚至能够发现许多“超级地球”，即质量是地球2到10倍的类地行星。

不过，詹姆斯・韦伯太空望远镜项目副迷信家米尼克说:“很好看到这么小的东西在它的恒星前经过，并透过大气层看到闪烁的银光。”将来的望远镜方案应该可以做到这一点，但是韦伯望远镜能够无法确认类地行星上的水。可以直接成像其他星球陆地和海洋的望远镜能够至多需求几十年的工夫才会呈现。即便这样，整个行星的分辨率也能够被限制在一到两像素。

不过，这也足以可谓是迷信史上最令人诧异的发现了，我们将第一次直接察看到相似地球的外星世界。单个像素的颜色将周期性由蓝色转变为棕色，时不时地暴显露外星球的海洋与陆地。在那一天到来之前，我们很能够会在离家更近的中央找到些生命的证据。而最容易接近的就是土卫二上的陆地，它似乎具有了生命所需的一切条件。

2015年10月份，”卡西尼“号探测器以每小时2.4万公里的速度在土卫二的浮冰上爬升而过，它的仪器探测到氢气、二氧化碳和甲烷等成分，这标明土卫二上能够有与地球类似的深海热液喷口。“卡西尼”号义务迷信家格林称：“当我们飞过间歇泉的时分，我们真的尝到了土卫二陆地的滋味!”

特别是氢元素的存在标明，在土卫二的海底，火热的岩石和淡水之间的化学反响将水分解成氢和氧。像土卫二这样小的天体通常不会有任何可测量到的氢元素，由于这种元素是如此的轻，它早就应该逃逸到太空中去了。因而，土卫二上的氢必需以某种方式不时补充，最有能够的来源就是热岩石和水之间的化学反响。格林说:“一旦我们找到了氢气，我们就可以得出结论，土卫二上的确存在少量的化学能量，而这种能量正是地球深处的生物或热液喷口内的生物所必需的。”

产甲烷菌（Methanogens）是一种陈旧的细菌，通常在地球上的热液喷口左近发现，它们可以将氢与二氧化碳结合，这一反响释放出能量协助其代谢，并发生甲烷废物。这些复杂的生物被以为与地球晚期的陆地生命相似。即便是如今，间隔生命第一次呈现几十亿年之后，产甲烷菌也独立于阳光下生活，构成了一个奇异食物链的根底，它支撑着管状蠕虫和巨蛤的生态零碎。

在土卫二、木卫二或其他卫星的陆地深处，能否会呈现比细菌更复杂的生命方式？SETI的地理学家肖斯塔克说：“你能够在这些地下陆地里发现细菌生命，但能支持更多需求食物的复杂生物的能量来源能够需求延伸开去。这并不是说它不能够发作，这些卫星曾经存在了45亿年，所以能够存在些多细胞的生命，但我疑心没有金枪鱼之类的东西!”

我们答复这些成绩的独一办法就是观赏这些世界。美国宇航局曾经同意了Europa Clipper义务，该义务能够会在2024年发射，2030年左右抵达木星。方案要求探测器45次飞越木卫二，在间隔其冰层掩盖的外表上空24公里范围内察看。将来的义务实践上是在木卫二、土卫二或土卫六上着陆，寻觅复杂的氨基酸和其他生物分子，这些都是生命所独有的。

只要一个例子（我们本人的世界），不能充沛阐明生命在宇宙中是普遍存在的，还是偶尔的呈现的。格林指出：“人们普遍以为，由于生命化石或化学证据的存在曾经可以追溯到悠远的过来，我们以为生命的来源是相当快的。人们把这了解为生命来源是十分容易的。”不过，无论生命来源复杂、困难或介于两者之间，我们如今可以确定一件事：假如生命需求水才干降生，那么宇宙中绝不会短少水。格林说：“假如我们思索到生命的要求，那么这个方程的水局部曾经被太阳系填满，能够整个宇宙中都充溢了‘水世界’。” （小小）