歐羅巴海洋生命或靠岩石放射性衰變維生
Life in Europa’s ocean could feed on rocks’ radioactive decay
23 DEC 2025 4:45 PM ETBYHANNAH RICHTER
f t
新奧爾良—數十年來，木星衛星歐羅巴一直讓天文生物學家著迷：其帶有條紋的冰殼包裹著一個巨大的鹹水海洋，是潛在生命的理想家園。但近期的頭條新聞澆冷了這種熱情。其冰殼厚度驚人地達三十五公里—相當於四座聖母峰—這部分意味著歐羅巴岩石內部散發的熱量不多。一個脈動微弱的衛星較不可能存在滲透性熱液噴口，而這正是海洋底部潛在生命棲息地之一。此外，儘管二〇一三年聲稱有探測，但無人證實該衛星有類似間歇泉的水柱噴向太空，而如果存在，將支持其為地質活躍世界的觀點。
「歐羅巴真的死了嗎？」美國國家航空暨太空總署哥達德太空飛行中心的行星科學家阮俊權問道，「還是我們應該擴大視野，考慮其他能維持生命的機制？」
阮俊權上週在美國地球物理聯合會年會上提出的這項研究，為歐羅巴科學家注入了一絲活力。他提出，岩石將放射性元素滲入海洋可能產生足夠能量來支持原始生命。此外，去年發射的美國國家航空暨太空總署歐羅巴快船任務，可能在下個十年抵達該衛星進行一系列掠冰飛越時，探測到這些元素的衰變。
「這是一個新穎的想法，」加州理工學院行星科學家凱文·廷說，「它不依賴生命必須存在於海床附近，因此為維持生物圈開創了其他機會。」
在先前對歐羅巴潛在生命的模型中，研究人員聚焦於衛星地下海洋底部，熱液噴口中的熱水可能與岩石反應，產生帶有高能電子的氫離子，微生物可用作燃料。但如果歐羅巴內部確實比過去認為的更冷且不活躍，這些反應為生命提供能量的能力將受限。
因此，受到地球上如金屬礦場和深海沉積物等極端棲息地的啟發，阮俊權假設歐羅巴的岩石本身—而非該世界的內部熱量—可能掌握關鍵。如果放射性元素從歐羅巴岩石中滲出並進入其海洋，其自然衰變將釋放熱量，將水分子分解為氫和氧離子。微生物可利用這些離子電子中的能量享受「免費午餐」，阮俊權表示。
阮俊權及其同事根據對歐羅巴、恩克拉多斯和地球海洋的研究，模擬了歐羅巴海洋中三種放射性同位素的濃度—鈾二三五、鈾二三八和鉀四〇。這些同位素也已在隕石中發現。他們然後估計其衰變會產生多少離子，以及這些離子是否能提供足夠能量來支持生命。「實際上可以支持相當多的生命，」阮俊權說：至少一垓個細胞，或相當於一千頭藍鯨的生物量。廷指出，歐羅巴上的微生物生命理論上可存在於放射性元素在海洋中漂移的任何地方，而不必侷限於深處熱源。
美國國家航空暨太空總署噴氣推進實驗室的天文生物學家史蒂夫·范斯表示，該機制將是添加到標準水岩交互作用（產生電子）的一個有用能源。它也是一種長壽的能源，因為例如鉀四〇的半衰期為十二億五千年。「在任何特定地點只要有放射性物質存在，就意味著你可能現場有能量，」范斯說。
無論歐羅巴上的生命如何獲取能量，該衛星據推測缺乏板塊構造，意味著其能源可能已隨時間減少，因為沒有新岩石與水相互作用—也沒有新的放射性元素來源，德州大學奧斯汀分校的行星海洋學家暨歐羅巴專家伊麗莎白·斯皮爾斯說。此外，歐羅巴的海洋是地球的兩倍大，意味著任何溶解的放射性元素將非常稀釋。不過，「生命非常高效，」她說，「如果有能量，就會被利用。」
阮俊權的假說可能很快得到測試。朱諾號太空船已在歐羅巴稀薄的氣態大氣層中發現鉀。雖然鉀四〇同位素可能僅佔歐羅巴該元素總質量的一小部分，但其衰變會產生氬四〇，這是一種歐羅巴快船上儀器可探測的元素。如果氬氣通過冰層滲漏或在間歇泉中噴出，歐羅巴快船太空船可於二〇三一年開始飛越時搜尋它。探測結果將讓天文生物學家心跳加速，並重燃歐羅巴存在外星生物的希望。斯皮爾斯表示，另一種可能是歐羅巴「只是太陽系中一顆帶有有趣冰層設計的死泥球。」