科學家在地球沙漠找到外星海洋探測指南，兩項任務即將驗證

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猶他州東部的沙漠里，碳酸飲料般的泉水噴涌而出。這些被稱為"蘇打水間歇泉"的地質奇觀，如今成為破解外星生命密碼的鑰匙。科學家發現，它們完美模擬了土星衛星恩克拉多斯和木星衛星歐羅巴的冰下海洋噴流。NASA和歐洲航天局的兩項旗艦任務將在2030年和2031年抵達歐羅巴，而這項地球研究為它們提供了關鍵的探測策略。

行星科學研究所的科學家摩根·凱布爾帶領團隊深入格林河沙漠。他們在那里發現了水晶間歇泉和香檳間歇泉。這兩處間歇泉并非由地熱驅動，而是由飽和二氧化碳驅動。這種機制與土衛二南極和木衛二表面的噴流如出一轍。

傳統的地熱間歇泉依靠巖漿加熱地下水。冷水間歇泉則依靠高壓二氧化碳降低水的沸點。當壓力釋放時，二氧化碳氣泡迅速膨脹，將水柱噴射到空中。這種物理過程與外星冰衛星內部的情況高度相似。 冰殼下的液態水與巖石海底相互作用，產生氣體并積累壓力。

研究團隊測量了噴出前后的水體成分。他們發現噴出物攜帶了來自地下水庫深處的物質。這與未噴出的表層水存在明顯差異。這種"深度混合"現象對于理解外星海洋化學至關重要。

科學家分析了噴出物與母源水庫的化學差異。他們發現pH值等關鍵指標存在顯著不同。這意味著從地下深處到地表空間的旅程會改變物質組成。如果直接分析噴出物，可能無法準確反映原始海洋環境。

研究揭示了"通量效應"。大規模噴發能夠攜帶更深層的物質。小噴發只能帶出淺層物質。這種差異為科學家提供了構建"深度剖面"的可能。 通過比較不同強度噴發的樣本，可以重建地下海洋的三維化學地圖。

生命指示劑的檢測也面臨同樣挑戰。微生物、有機分子和礦物質在噴發過程中可能發生變化。地球類比研究提供了校準觀測數據的基準。科學家可以建立修正模型，反推原始海洋的真實狀態。

基于這些發現，研究團隊提出了明確的探測建議。未來任務應該優先瞄準大型噴口或高輸出區域。這些區域更有可能攜帶深層海洋物質。相比之下，小噴口可能只反映表層化學特征。

多角度采樣策略同樣關鍵。分析不同流量來源的物質可以提供立體信息。這種"深度剖面"方法能夠揭示海洋的垂直化學梯度。對于歐羅巴快船號和木星冰月探測器的儀器設計，這些數據具有直接指導意義。

任務規劃者需要整合三種數據源。飛船實地測量、地球望遠鏡觀測和地球化學計算機模型必須結合使用。單一手段難以準確解讀噴出物成分。這種綜合方法是解開冰下海洋宜居性之謎的唯一途徑。

中國在行星地質類比研究領域已有扎實基礎。中國科學院地質與地球物理研究所長期監測青藏高原間歇泉。這些高海拔冷水泉為研究極端環境生物地球化學提供了天然實驗室。中國地質大學（武漢）的團隊則深入云南騰沖，研究火山氣體驅動的水熱系統。

這些地球研究直接服務于中國未來的木星探測計劃。天問四號任務預計將在2030年代發射，目標是木星系及天王星。面對木衛二等潛在宜居天體，中國科學家需要建立自己的地球類比數據庫。單純依賴國外數據難以形成獨立判斷。

當前，中國深空探測正從工程實現向科學發現轉型。地球類比研究是連接天體生物學與探測技術的橋梁。加強國內極端環境研究，培養既懂地質又懂行星科學的復合人才，將為中國參與甚至主導未來國際海洋世界探測任務奠定基礎。

Morgan L. Cable et al., Cold-Water CO? Geysers as Ocean World Plume Analogs: Investigation of Habitability Indicators in Crystal and Champagne Geysers Pre- and Posteruption, Astrobiology (2026). DOI: 10.1177/15311074261416868

Planetary Science Institute, "What cold-water geysers on Earth reveal about the habitability of ocean worlds," Phys.org, February 16, 2026.