在探索宇宙生命迹象的征程中,南极洲的极端环境成为了科学家们模拟太阳系冰封天体海洋条件的关键试验场。近期,一支国际科研团队在南极海域完成了具有里程碑意义的深海采样任务,为研究地外海洋世界潜在生命形式提供了珍贵样本。
木卫二"欧罗巴"、土卫二"恩克拉多斯"等冰卫星被认为在厚达数十公里的冰层下隐藏着液态水海洋,这些环境可能具备碳、氮等生命必需元素。特别是土卫二通过"低温火山"活动将地下海水喷发至太空,为航天器采集样本提供了独特机会。然而,科学家发现喷发过程中的极端环境变化——从液态水到真空状态的骤变,可能导致氨基酸等有机分子发生不可逆的化学改变。
针对这一关键问题,马里兰大学与NASA戈达德太空飞行中心联合研发的"海洋世界低温火山模拟器"发挥了重要作用。该装置通过精确控制液态水注入真空腔体的过程,能够复现太空环境中的相变效应。研究团队自2022年起,已系统分析了数百种有机化合物在模拟环境中的降解模式,为解读真实天体样本奠定了理论基础。
为获取更接近自然状态的实验数据,科研人员将目光投向地球最南端的黑暗水域。南极威德尔海常年被50米厚的冰层覆盖,其深层绕极流系统与冰卫星海洋环境存在相似性。2024年冬季,经过特殊改装的破冰科考船载着精密采样设备驶入这片禁区,研究团队在零下40摄氏度的极寒中,通过钻穿冰层的方式采集冰下海水样本。
采样过程充满挑战。当团队在元旦前夕尝试采集3675英尺(约1120米)深的海水时,座头鲸群的出现迫使操作中断。最终在跨年夜,科研人员借助船体动态定位系统,在移动冰层间完成了这次创纪录的深海采样。这次突破不仅刷新了该科考船的作业深度,更获得了研究冰卫星喷发机制的关键样本。
目前,这些承载着宇宙生命密码的样本已抵达马里兰州实验室。研究团队采用双轨分析策略:一半样本直接进行色谱检测,另一半通过模拟器重现喷发过程后再分析。通过对比两组数据,科学家将精确量化太空环境对海洋物质的改造程度,这项成果可能重塑未来地外生命探测任务的采样策略与仪器设计标准。











