如何评价 NASA 宣布土卫二具有全部生命条件?

522008

NASA宣布土卫二上具备生命所需全部条件：冰下有热泉 北京时间4月14日凌晨2时，美国国家航空航天局（NASA）在华盛顿总部的詹姆斯·韦伯礼堂召开新闻发布会，宣布土卫二（Enceladus）上具备生命所需的所有元素，而情况相似的木卫二（Europa）同样有潜力。这两个卫星非常像：外面被厚厚的冰层包裹，冰层下隐藏着流动的海洋。此前，科学家们认为木卫二和土卫二冰层下的海洋可能是太阳系中最有可能存在地外生命的地方。尤其引得注意的…
作者：一点资讯

buffona

谢邀，其实早上一醒就被刷屏了，先上今天的Science
Science - Table of Contents - April 14, 2017, 356 (6334)


前情提要：
早在2005年，卡西尼号探测器第一次获取土卫二南极影像的时候，就已经在土卫二观测到过从裂隙里喷出的水冰和蒸汽，基本认为其地表下有盐水海洋。

这次新发现了什么：
通过卡西尼号的离子中性质谱仪（Ion Neutral Mass Spectrometer）从土卫二的羽流（plume）中探测到了氢气分子，含量不低（比正常水平高一点）（我觉得还好吧，1%……）。因此推测，这么高含量的氢气分子是由于含有矿物和有机物的岩石之间的水热反应生成的（hydrothermal reactions）（潮汐加热可以源源不断地提供热能），而且这种水热反应现在仍在进行时。然后进一步推测，这种水热反应的环境下，是很有利于从土卫二的冰下海中的二氧化碳生成甲烷的。如果深海中有微生物的话，这种水热反应可以为这些微生物提供维持生命所需的能源（也就是今天各大新闻所说的“土卫二上可能存在可以维持生命的养料”了）。



其实主要也就说了这些吧……具有全部生命条件嘛……是比之前光划个宜居带的范围神马的要强不少……

总结一下：

（Cassini: Mission to Saturn: Enceladus）


最后，专栏更新了Science当天的另一个关于卡西尼号的报道，欢迎戳→_→
卡西尼号||最后的战役 - 知乎专栏

jeff963

NASA 又开发布会了，又是与外星生命有关的发现。到底有没有外星人呢？答案当然是「有可能」了。
北京时间 4 月 14 日 2 时，NASA 在华盛顿总部的詹姆斯·韦伯礼堂召开了一次略显神秘的新闻发布会，并在其官网上进行了视频直播。会上，NASA 发布了两个令人兴奋的新发现：已有证据表明，在土卫二上存在着可以供给生命能量的化学元素；同时木卫二「欧罗巴」也被发现表面某一地点重复出现了液态水形成的羽流。
据 NASA 的科学家们表示，这两个发现足以证明木卫二和土卫二这两颗卫星上「很有可能」存在生命的迹象。也就是说，有没有生命还没头绪，但我们现在已经能基本确定，如果这两颗卫星上存在生命，那它本身的环境是足以让这些生命存活下来的。


「的确，我们还无法解答是否地球以外有生命存在，但今天，有了这样的研究成果，我们在回答是否存在地外生命的问题上，取得了巨大的进步！」NASA 波士顿总部的科学任务理事会副主任 Thomas Zurbuchen 兴奋地说道。
土卫二冰下海洋中发现氢气

14 年前的研究发现，一些生物不需要阳光仅靠化学元素就可以在几千米的海洋深处存活。这给科学家们带来了启发——它拓宽了生命存在的环境条件，原先被认为不可能存在生命的太阳系其他星球，尤其是距离太阳更远的那些，又重新被纳入了讨论范围。
「卡西尼号」，一台执行木星附近探索任务近十三年的探测器成功在土卫二表面完成了羽流的取样。科学家们对样品进行分析后发现，土卫二表面冰层下的海洋中存在着氢气。这意味着如果这冰下海洋中存在着生物——至少是微生物，那么他们就可以通过将氢气和水中的二氧化碳结合来获得能量。


这种化学反应被称为「甲烷生成」，在地球生命起源时它起到了至关重要的作用。但就算有着同地球上一样的化学反应，我们还是不能确定土卫二上是否存在生物——哪怕是最微小的细菌，也没有足够的证据证明。
尽管如此，这惊喜的发现仍然可以让科学家们更加了解这颗卫星上的海洋世界。Thomas 表示：「到目前为止，这是我们发现最接近适宜生命居住的环境。这种结果证明了 NASA 科学任务的互相连通性，使我们更接近了地外生命是否存在这个问题的答案。」
好吧，所有的发现都与外星生物的存在有关，但发现的再多也只是接近，似乎永远都不会真正得到答案。话虽如此，NASA 的自嗨也不是平白无故的。


我们知道生命存活需要三个最基本的条件：液态水、能量以及必要的化学成分（碳、氢、氧、氮、磷和硫）。有了这个发现，卡西尼研究团队证明，这一切要素在土卫二这颗远离太阳的冰质卫星上，几乎全部存在。海洋是生命的摇篮，我们可以相信，在这颗卫星上，一定有着或者在孕育着初级的生命。
木卫二出现疑似羽流现象

另一边，新哈勃太空望远镜也有了类似的发现。
在长期的对木卫二「欧罗巴」的观察任务中，新哈勃太空望远镜于 2016 年拍摄下了一张木卫二星球表面疑似出现羽流的照片，巧合的是，这张照片中羽流出现的地点与 2014 年它拍下的另一张木卫二表面羽流的照片完全一致。这意味着木卫二上出现的羽流可能是一个真实发生的现象，间断出现在该卫星表面的同一块区域。


「木卫二的羽流现象出现在了较热的地区，因此在哈勃望远镜拍下这个新的羽流现象以后，我们核对了伽利略热力图。我们发现，木卫二的疑似羽流现象正好出现在了热力异常的地区。」太空望远镜科学研究所的 William Sparks 说道。
如果羽流现象与高温地区有所关联，那这可能意味着高温的海水正在加热这些卫星表面的冰壳。这样的水热反应是海底的岩石与海水发生化学反应的结果，同土卫二一样，木卫二「欧罗巴」也可能具备了孕育生命的环境。


NASA 十分看好这个可能的结果，他们即将在 2020 年启动「欧罗巴快帆」任务，这台新的探测器将近距离接触木卫二「欧罗巴」，届时它将会对目前存疑的一些问题做出解答。
在科学家的演讲和介绍结束后，NASA 还设置了媒体和网友的问答环节，其中不乏一些或有趣或刁难的问题，科学家们也一本正经地做出了回复。


媒体：你们有多少把握「欧罗巴」上的羽流是真实存在的？
答：木卫二上的羽流现象并非确凿存在，但 NASA 认为存在的可能性非常高。新哈勃太空望远镜在 2014 年疑似羽流出现的地点上总计观察了 12 次，只有两次发现了羽流现象，但这样的巧合已经不易，加上伽利略热力图的辅助证明，科学家对羽流现象的存在很有信心。
推特网友：你们说的生命是大型怪兽还是细菌微生物？
答：科学家认为，鉴于这次发现的生命生存环境还比较简陋，细菌的可能性会更大些，但如果运气好的话，巨型生物也是有可能存在的。Thomas 补充说道：「还有一点令人兴奋的是，如果这些生命存在，他们是存在于冰质星球的冰壳之下，这不同于我们地球，所以形成的生命也将与地球上的生命大相径庭。我们称之为二次起源（the second genesis）。」
Facebook 网友：你们认为哪个卫星更有可能存在生命？
答：科学家给出的答案是尚不确定羽流现象是否存在的木卫二「欧罗巴」。主要原因有两个：一，就像把披萨扔给一堆大学生一样，披萨是不会被保留下来的。同理，土卫二上发现的大量氢气可能正是因为没有生命在消耗它，或者至少，生命的活跃性是不高的。
据 NASA 透露，他们已经从政府那里获得了项目支持，将在未来投入更多的力量探索土卫二和木卫二这两颗卫星。随着「欧罗巴快帆」任务的推进，相信未来不用太久，NASA 就会对地外生命是否存在的命题做进一步的解答。
本文出自宋德，来源极客公园。

twxd

各位大神们都从科学的角度解释了，我来从NASA管理和规划的角度来解释下。
关于土卫二有生命迹象已经不是一天两天的事情了，很早便有预言，而且以土卫二的条件来看木星的几颗冰卫星（icy moon）条件也更足够且更容易去。但现在提出，有很多科研项目申报与管理的问题。


目前NASA的经费占联邦预算的比例处在历史最低点，仅为0.47%，比起1966年最辉煌时期的4.4%相差几乎一个数量级。在2017年，川普政府宣布在奥巴马政府预算案的基础上增加给NASA的预算，最后达到了195亿美元。但在可以遇见的将来，NASA的预算比例会进一步降低。
NASA的预算最大开支为两部分：
1. 载人航天
总共有90亿，今年额外的几亿也都增加到了这部分。目前大笔的钱（37亿）花在了新一代的航天发射系统和猎户座飞船上，这是新一代的土星五号火箭+阿波罗飞船，用来重新登月和登陆火星的。火箭和飞船的两个分系统都已经测试完毕，首次联合测试（尚未确定是否载人）将在2018年9月。按照计划，未来两年内还会再烧掉将近90亿美元到这个系统里。
另外有15亿美元投在了国际空间站上，这是每年必备的开支。将近30亿支持各类商业航天公司的发展，包括Space-X、轨道科学公司、毕格罗宇航、蓝色起源这些公司，这些投资会越来越少。
其中，2024年后，国际空间站停止运营，这15亿会空出来；而随着Space-X这些亲儿子慢慢长大成人占领了国际航天市场，NASA也会空出大笔的钱来。


2. 科学研究
大概56亿。其中对地卫星的研究经费大约20亿，占最大头。第二大的就是行星研究，大概15亿。还有詹姆斯韦伯望远镜、广外巡天望远镜、太阳观测探测器等。其中詹姆斯韦伯会在明年后每年少支付3亿美元左右经费。
这15亿的行星科研经费，不仅维持着朱诺号（木星探测）、好奇号/机遇号/奥德赛号（火星探测）、快要退役的卡西尼号（土星探测）、新视野号（太阳系边缘）等13个任务，还有下一代NASA独立的木星探测器研究和与欧空局合作的JUICE木星探测器经费。
所以，行星科学相对并不算贵，相比较几年后空出的几十亿经费，自然应该分出一部分到这里。
金星水星不值得去，载人登陆火星，木星探测器欧盟和美国档期排的很满，著名的土星探测器卡西尼·惠更斯马上光荣退役，自然要拿出经费去投入到下一代土星探测器了。


占领媒体是很重要的，所以NASA的科学家最近一直在宣传类地行星、土卫二发现生命条件的新闻，很重要的考虑是在给新一代土星探测器造势。
毕竟媒体越关注，人民就会越关注，政客们就会越关注，科学家们才能拿到更多梦寐以求的经费，支持他们新一代的探测器。钱越多，造的探测器就会越好，这几乎是正比例关系。
未来几年过后，NASA要空出一大笔钱，抓紧时间抢啊。早在2015年NASA就提出过土星探测器，但目测这个发现会极大推动这个土星探测器的立项和经费支持。
我们半个小板凳围观就好。


因此，大概的节奏是，
科学家：我靠，我们发现了很牛逼的东西，可能是生命！可能能吃啊！可能很好吃啊！
群众：666666666！ 煎、炒、蒸、煮、炸、烤、烧、卤，咋做都行！
科学家：领导，要不给我点钱，我去研究研究，顺便打个野味啥的？
政客：好吧，反正也有一笔闲钱，你们要多少？
群众：越多越好！支持他们【口水】


科学家最可怜，一边哭着研究，一边哭着要钱，不容易啊！


太阳系的使者漫谈

hoei

我觉得很有可能，本世纪我们就能发现外星生命了，当然，本世纪我们发现的外星生命，很大可能是以微生物的形式来存在。

外星球，生命存在形式很有可能和地球生态有些差别，比如土卫二、木卫二如果存在生命，可能主要是以热泉生态系统模式为主。

首先，我们先谈一下地球的生态系统，地球的生态系统的组成成分分为：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者。

这四者形成一个闭环，维持着地球生态系统的物质循环，使生态系统不崩溃。

其中，

生产者，就是指能把简单的无机物合成生成有机物的生物。也是整个生态的基石。

消费者含义很简单，就是代表着不能生产，只能通过消耗吃掉其他生物来达到存活的生物。而初级消费者就是吃生产者来存活。


分解者就是生产者的反面生物。它们是生态系统中，将死去的动植物中富含的有机物重新变回无机物的生物。

地球上的生产者大致可以分为两种。

一种是利用光合作用，又被称之为光能化合作用，这个我们就不用说了，就是常见的绿色植物等（包括一些特殊细菌）。它们能在可见太阳光照射下，通过光反应和暗反应，利用叶绿素等光合色素，将空气中的二氧化碳和土壤中的水等无机物转化成有机物，并生成释放氧气，将光能通过能量转变成生物有机体中的化学能。


第二种是利用化能合成作用，这个比较稀奇，因为我们地球生态系统中，利用光合作用的生产者占绝大多数。

我们自然界中存在着某些特殊微生物，它们能将二氧化碳、土壤中的含氮化合物等无机物，转化成有机物来合成细胞，通过氧化环境中的某些无机物来获取能量，转变成生物体内的化学能。

光合作用是地球生物生态系统赖以稳定存在、也是地球碳-氧平衡
稳定的基石。

能够进行化能合成作用的细菌称为化能无机营养细菌。

例如：亚硝化细菌和硝化细菌。

又比如硫细菌、铁细菌、氢细菌。

无论是光合作用的生产者，还是化能合成作用的生产者，它们统称为自养型生物（也就是自己养自己）而消费者和分解者，被称为异养型生物。



然后有了这些，我们地球就形成了一个生态闭环了。


当然，在地球的生产者大部分是通过光合作用的绿色植物等。只有小部分生产者，是通过化能合成作用的一些细菌啥的。


光合作用产生的普通生态系统，很常见，我们天天接触。而说起基于化能合成作用的生态系统，那就很少见了。

但地球也不是没有。

比如深海热泉生态系统。

深海热泉可以说是地壳活动在海底反映出来的现象。我们大家都知道，地球不是一个完整的球，而是不同的板块拼接在一起，不同的板块时刻都在移动。当板块互相撞击隆起，岩浆从撞击的缝隙中涌出堆积，形成海洋中的山。也就是大洋中脊。而这“海底山脊”形成过程中，岩石遇冷收缩，因此就有裂缝，当海水涌入裂缝，就遇到炽热的岩浆，因此就形成热泉，喷涌回海底。


因为它是地壳活动在海底反应的现象，所以它分布在地壳活动活跃薄弱的地方，如大洋中脊形成的裂谷、海底断裂带和海底火山附近。


深海热泉生态系统主要是前面所说的，利用化能合成作用，而不是光合作用为基础的生态系统。因为深海压根就没有阳光射入。


我们科学家在深海发现过十几处深海热泉。


海底热泉


热泉喷口附近是高温（300℃以上）、高压、缺氧、偏酸性、缺乏光线的环境，生活着包括管栖蠕虫、蛤类和细菌等组成的生物群落。


首先是里面作为生产者的化能自养型细菌，利用氧化热泉喷出的硫化物（如H2S）所得到的能量去还原CO2而制造有机物，然后其他动物以这些细菌生产者为食维持生活。

我们可以看到，热泉生态系统不是利用光合作用，而是利用化能合成作用，因为深海根本没有阳光。它基于的生产者，是前文所说的硫细菌。

硫细菌能够氧化H2S，把S积累在体内。如果环境中H2S缺乏，这它们还会进一步把体内的S氧化成硫酸，氧化过程中释放的能量可用于合成有机物。

它存在的大概反应方程式是

2H2S+O2=（硫细菌）=2H2O+2S+能量(1)

2S+3O2+2H2O=（硫细菌）=2H2SO4+能量(2)

6CO2+6H2O+能量(1)(2) =（酶）=C6H12O6+6O2


而热泉喷口附近不仅温度非常高，而且又有大量的硫化物、CH4、H2和CO2等，刚好给这些细菌生产者提供了食物生存。


热泉生态系统与生命的起源有很大联系，

首先现今所发现的大多古细菌，它们生存的远古环境，都与热泉喷口附近的环境极其相似，高温、高压、酸性、缺氧、缺光线。


热泉喷口附近高温高压，还有而且大量的硫化物、还有CH4、H2和CO2等，这与地球生命形成时的环境非常相似。


所以地球生命形成早期环境和我们现在深海热泉生态系统相似程度非常高。

而热泉生态系统的生产者，因为压根没有光线参与，所以利用的就是前文所说的化能合成作用了，而不是通常的光合作用。



题主你题目补充中说的：土卫二木卫二，它们外面被厚厚的冰层包裹，冰层下隐藏着流动的海洋。此前，科学家们认为木卫二和土卫二冰层下的海洋可能是太阳系中最有可能存在地外生命。尤其引得注意的是，这两个卫星的冰裂中都有喷射羽流。


而科学家们经过探测发现，它们羽流气体中有近98％的水、约1％的氢气和少量二氧化碳、甲烷和氨等分子的混合物。也就是说，“土卫二”具有了诞生生命所需的合适的化学物。虽然目前生命所需的硫、磷还暂时没有发现，但根据以往经验，这些元素应该不会缺席。

虽然那里没有太阳光，无法进行光合作用，但有了液态水，有了热泉作为能量，很有可能像地球生命早期环境一样，可以进行化能合成作用，形成热泉生态系统。

而且热泉生态系统相比光合作用生态系统，也有它的好处。比如可以避免一些太空外界物体撞击星球造成的生态系统的损害。可以说是孕育生命的理想场所。


当然，你也许会质疑，为什么要按照地球生命环境、生命形式来寻找外星生物？因为很简单啊，探索资源是有限的。其他的生命形式可能有，但像地球这样，基于液态水的生命形式是一定有，因为地球就是例子。所以按照地球生命环境来寻找，稳妥的多。概率也大得多。


而像太阳系中土卫二、木卫二、海卫一、木卫三、木卫四，土卫四、土卫六，海卫一，冥王星、谷神星，等几颗星球，都很可能有液态海洋存在。虽然那里没有多少太阳光，难以产生基于光合作用的生态系统。但却可能有地壳运动产生的热泉，而地球生命形成早期环境与深海热泉环境很相似，因此那儿很有可能形成热泉生态系统。


我觉得吧，如果连太阳系这么小的区域，都能发现第二颗第三颗有生命的星球，
那么很有可能，宇宙中，生命并不孤独，相反可能很拥挤。