在探索宇宙生命跡象的征程中,南極洲的極端環境成為了科學家們模擬太陽系冰封天體海洋條件的關鍵試驗場。近期,一支國際科研團隊在南極海域完成了具有里程碑意義的深海采樣任務,為研究地外海洋世界潛在生命形式提供了珍貴樣本。
木衛二"歐羅巴"、土衛二"恩克拉多斯"等冰衛星被認為在厚達數十公里的冰層下隱藏著液態水海洋,這些環境可能具備碳、氮等生命必需元素。特別是土衛二通過"低溫火山"活動將地下海水噴發至太空,為航天器采集樣本提供了獨特機會。然而,科學家發現噴發過程中的極端環境變化——從液態水到真空狀態的驟變,可能導致氨基酸等有機分子發生不可逆的化學改變。
針對這一關鍵問題,馬里蘭大學與NASA戈達德太空飛行中心聯合研發的"海洋世界低溫火山模擬器"發揮了重要作用。該裝置通過精確控制液態水注入真空腔體的過程,能夠復現太空環境中的相變效應。研究團隊自2022年起,已系統分析了數百種有機化合物在模擬環境中的降解模式,為解讀真實天體樣本奠定了理論基礎。
為獲取更接近自然狀態的實驗數據,科研人員將目光投向地球最南端的黑暗水域。南極威德爾海常年被50米厚的冰層覆蓋,其深層繞極流系統與冰衛星海洋環境存在相似性。2024年冬季,經過特殊改裝的破冰科考船載著精密采樣設備駛入這片禁區,研究團隊在零下40攝氏度的極寒中,通過鉆穿冰層的方式采集冰下海水樣本。
采樣過程充滿挑戰。當團隊在元旦前夕嘗試采集3675英尺(約1120米)深的海水時,座頭鯨群的出現迫使操作中斷。最終在跨年夜,科研人員借助船體動態定位系統,在移動冰層間完成了這次創紀錄的深海采樣。這次突破不僅刷新了該科考船的作業深度,更獲得了研究冰衛星噴發機制的關鍵樣本。
目前,這些承載著宇宙生命密碼的樣本已抵達馬里蘭州實驗室。研究團隊采用雙軌分析策略:一半樣本直接進行色譜檢測,另一半通過模擬器重現噴發過程后再分析。通過對比兩組數據,科學家將精確量化太空環境對海洋物質的改造程度,這項成果可能重塑未來地外生命探測任務的采樣策略與儀器設計標準。











