在探索太陽系潛在生命跡象的征程中,科學家們將目光投向了南極洲。這里獨特的黑暗、孤立水體環境,與太陽系中一些含冰衛星的海洋環境極為相似,為研究地外生命提供了絕佳的模擬場景。
太陽系內,木衛二“歐羅巴”、土衛二“恩克拉多斯”以及矮行星冥王星等含冰天體,被認為在厚厚的冰層之下隱藏著巨大的液態水海洋。更令人興奮的是,其中一些“海洋世界”具備生命存在的關鍵要素,如碳、氮和化學能。這不禁引發科學家們的深入思考:這些隱藏在冰層之下的海洋,是否有可能孕育出微生物生命呢?以土衛二為例,其地下海水能夠通過“低溫火山活動”噴發至太空,這為航天器在不穿透數英里冰層的情況下獲取樣本提供了可能,但這一過程也可能改變生命跡象。
為了研究從海洋到太空的噴發過程對生命跡象的影響,馬里蘭大學與NASA戈達德太空飛行中心的研究人員Mariam Naseem和Marc Neveu開發了一套名為“海洋世界低溫火山模擬器”的實驗裝置。該裝置通過將液態水注入真空腔體,模擬太空環境條件,以探究有機分子等在噴發過程中的變化。自2022年起,研究團隊就開始研究有機化合物和鹽類溶液注入真空時的變化情況,并在此基礎上逐步探索天然樣本的行為。畢竟,自然界中分子、礦物質和顆粒之間的相互作用遠比實驗室中的“試管海洋”復雜,天然樣本更能接近含冰衛星上噴發的物質。
由于含冰衛星的海洋內部沒有陽光照射,生命生長規模可能受到限制。而在地球上,南極洲的永久冰封海區和深層繞極流等黑暗、孤立水體,為研究提供了理想的模擬環境。2024年中,探險家俱樂部組織了一系列科考項目,為科學家進入這些偏遠環境提供了難得的機會。一支兩人團隊經過艱難準備,于12月中旬登上了配備研究設備的破冰科考船,開啟了他們的探索之旅。
研究團隊多次踏上海冰,部分鉆穿冰層,采集冰層內或通過孔隙流動的水樣,模擬冰衛星噴發時的情景。采集數千英尺深的海水則需從船尾放下采樣瓶架。2025年12月30日,團隊進入覆蓋威德爾海的50英尺厚冰層進行采樣。周圍冰層的壓力使開口不斷閉合,船員們不得不調整引擎艙,引導冰塊遠離,同時保持船只與深流拉動的采樣瓶架對齊。期間,座頭鯨的出沒更是讓操作難上加難。次日元旦,團隊抵達采樣深層繞極流的理想位置,在與船員精心協調后,成功在3675英尺深度完成采樣,創造了該船的采樣深度紀錄,也為新的一年增添了特別的慶祝意義。
如今,這些珍貴的樣本已運抵馬里蘭州。運輸途中,團隊克服了三次航班臨時變更的困難,以創造性方式保持樣本冷凍。在實驗室里,樣本將被解凍并分成兩部分:一半注入模擬器,另一半直接分析。研究人員將運用專門色譜技術追蹤鹽類、氨基酸和脂肪酸的變化,通過比較原始樣本和模擬器注入樣本,確定噴發到太空如何改變海洋物質,以及這些變化對地外生命探測可能產生的影響。











