西南研究所在美國國家航空暨太空總署（NASA）宜居世界計畫的支持下，正在重新利用腐蝕建模軟體來探索冰封衛星（如歐羅巴和土衛二）上存在生命的可能性。該軟體經過強化，可用於研究極端條件下複雜的化學和有機相互作用，並可預測支持微生物生命的環境。

SwRI 的研究人員正在擴展腐蝕建模軟體，以預測土星衛星恩克拉多斯（Enceladus）等冰雪世界是否可能孕育微生物生命。 在這張交叉偏振光顯微鏡影像中，在對土衛二地表下條件進行實驗室研究時形成的摻甘氨酸冰中可以看到孔隙。 這些孔隙可能形成微生物生命的宜居壁龕。 圖片來源：西南研究所/Charity Phillips-Lander

拓展太空探索視野

美國西南研究院（SwRI）正在將原本用於模擬電解質和預測腐蝕的軟體轉變為強大的工具，用於評估冰雪覆蓋的世界是否能夠支持微生物生命。 這項創新工作得到了美國國家航空暨太空總署（NASA）宜居世界計畫的支持，該計畫旨在應用從地球歷史及其生態系統中獲得的洞察力，了解培育和維持宜居環境的條件。

化學建模軟體通常用於模擬不同溫度和壓力下的複雜化學系統。 SwRI 小組負責人Florent Bocher 博士廣泛利用這項技術來研究和定義腐蝕環境。 2023 年，他與SwRI 高級研究科學家Charity Phillips-Lander 博士合作，後者在冰雪世界實驗室模擬中研究有機化合物，這是NASA 另一個宜居世界計畫的一部分。 他們一起開始探索這種軟體是否也能揭示極端環境如何支持微生物生命。

在2005 年的一次飛越中，NASA 的卡西尼號太空船拍攝了土衛二的高解析度影像，這些影像合成了這張馬賽克照片，顯示了月球南極長長的裂縫，這些裂縫使得地表下海洋中的水能夠逃逸到太空中。 圖片來源：NASA/JPL/太空科學研究所

增強地外宜居性研究工具

由於用於腐蝕研究的建模軟體已經涵蓋了廣泛的參數和化學成分，菲利普斯-蘭德和博切爾發現它也有潛力模擬太陽系中冰凍衛星的預期環境，並最終幫助預測另一個可以維持生命的世界的條件。 與大多數環境建模軟體不同，化學建模工具考慮了有機物的存在，而有機物是生命所必需的碳基化合物。

Phillips-Lander說：”可居住性的問題是要限制環境因素，使其更有可能對生命友好，而不是不友好。大多數地球化學建模軟體並不考慮海洋世界預期條件下的有機物，因此我無法建立我在實驗室調查太陽系冰封衛星（如木衛二和土衛二）條件時所看到的模型。

博徹和菲利普斯-蘭德發現，他們創建的模型可以預測摻雜有機物的冰中孔隙的存在，這種冰中摻雜有機物分子，以研究它在模擬其他世界極端條件下的反應。 菲利普斯-蘭德在她的實驗室工作中也觀察到了類似的孔隙。

合作與未來展望

雖然這些初步結果很有希望，但博徹和菲利普斯-蘭德意識到，他們正在推動該工具超越其預期用途。 他們開始與SwRI 職員科學家Mike Rubal 博士合作，改進現有軟體。今年早些時候，SwRI 從NASA 的宜居世界計畫獲得了一筆為期三年、價值75 萬美元的贈款，用於支持他們增強和擴大軟體能力的工作。

Bocher說：”經過改進，這一工具將能夠提供大量有關海洋世界的寶貴信息。知道預期的化學成分是一回事，但知道存在哪些化合物以及它們處於何種化學相位則更有幫助。”

研究人員現在正與一家軟體供應商合作，擴展並改進他們的工具，以便更準確地模擬其他世界的狀況，例如冰封衛星”土衛二”（Enceladus），它圍繞土星運行，被認為含有可能孕育微生物生命的地表下海洋。

菲利普斯-蘭德說：”這個新專案將幫助我們收集缺失的數據，將其添加到建模軟體中，然後建立這些模型，為這些冰洋世界的實驗室研究提供更多的背景資料，並希望我們在未來的任務中也能看到這些數據。

編譯自/ ScitechDaily