近日，中國科學技術大學地球和空間科學學院研究員郝記華與美國西南研究院研究員Christopher Glein等學者合作，構建理論模型模擬土衛二海水化學，首次揭示了在土衛二海水中可能含有豐富的磷元素，供給可能存在的地外生命。相關研究成果發表于美國《國家科學院院刊》。

“我們可以比較自信地說，土衛二已成為除地球外，唯一一個集齊生命六大基本要素的地外海洋星體。并且它海水中的磷含量相當于地球海水中磷含量的1萬倍，更適合微生物的生存。”郝記華向《中國科學報》介紹。

土衛二是土星的第六大衛星，體積較小，其表面被厚厚的冰層所覆蓋。在此前研究中，科學家已經在土衛二海水中發現了豐富的碳、氫、氧、氮和少量的硫，以及多種多樣的有機物質，但對于生命六大基本構成元素之一的磷仍然沒有相關報道。

郝記華介紹，“磷組成了所有生命的‘能量貨幣’，是創造DNA和RNA、生物膜、人和動物的骨骼與牙齒必不可少的材料。但是，它在地球水體中含量很低。”因此，磷的匱乏被認為是限制生命起源和現代生物規模的關鍵。

那么，土衛二海水中是否含有磷元素?磷元素含量會不會是限制其生命宜居性的關鍵?針對這些重要科學問題，郝記華與合作者通過搜集美國宇航局卡西尼號探測器公開發表的數據，設置土衛二冰下海洋化學環境的邊界條件，構建水與巖化學反應模型，理論模擬了土衛二海水化學。

“我們的研究發表后，美國宇航局卡西尼-惠更斯號探測器成像組組長第一時間進行轉載，并強調了對研究土衛二宜居性的重要意義。”郝記華說，理論預測結果很快得到了卡西尼號探測器數據的證實。

總的來說，此次研究成果彌補了土衛二海水宜居性研究的空白，為未來發射冰衛星載荷、探測土衛二海洋中可能的生命信號提供了科學參考。此外，構建的土衛二水與巖化學反應模型未來也可以應用于研究其他營養元素以及冰衛星海洋。

相關論文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2201388119