木星覆蓋冰層的衛星木衛二看起來越來越像太陽系中尋找外星生命的最佳地點。
新的模型表明,厚冰和鹹海洋深處的岩石地函實際上可能足夠熱,適合火山活動。 而且,它在 45 億年壽命的大部分時間裡都可能如此炎熱。
這項發現對歐羅巴海底是否有生命存在的可能性有直接影響。
“我們的發現提供了額外的證據,表明木衛二的地下海洋可能是適合生命出現的環境,”地球物理學家 Marie Běhounková 說道捷克查爾斯大學。
「木衛二是可能保持火山活動數十億年的罕見行星之一,也可能是地球以外唯一擁有大量水庫和長期能源的行星。”
你可能會認為這是一個遠離太陽維持生命的溫暖的冰冷世界——那裡的表面溫度往往達到峰值-140攝氏度(-225 華氏度)—不太可能找到生物體,但地球上確實有先例。
確實,這裡的大多數生命確實依賴基於光合作用的食物網……但在一些陽光永不照耀的極端環境中,生命找到了另一種方式。
在黑暗的海洋深處,陽光無法穿透,火山噴口將熱量滲入周圍的水域。 在那裡,生命建立在化學合成的基礎上,細菌利用地球化學中的能量而不是太陽能來生產食物。
隨著細菌的出現,其他生物也可以吃掉它們,從而在黑暗中創造了一個完整的生態系統。
我們知道木衛二在其厚厚的冰殼下隱藏著一個全球性的海洋——我們已經看到液態水從木衛二的冰裂縫中噴出。間歇泉的形式。 我們也偵測到了什麼很可能是鹽。 這回答了我們所知的化學合成熱液生命的一些條件。
我們不知道木衛二的海底以下是否有火山活動,並像地球上那樣形成噴口。
這是可能的; 木星的衛星木衛一是最火山世界在太陽系中,由於木星的引力牽引(以及可能的引力牽引)施加的恆定應力其他木星衛星的)加熱內部。
不過,考慮到木衛二比木衛一距離木星更遠,疑慮仍然存在,因此 Běhounková 和她的同事決定嘗試找出答案。
他們使用詳細的模型來模擬木衛二內部自形成以來的演化和加熱過程。 他們發現了幾種可能發揮作用的機制,可以防止地球完全凍結。
首先,地函中元素放射性衰變釋放的熱量可能貢獻了很大一部分。月亮內熱,尤其是在歐羅巴歷史的早期。
然而,隨著時間的推移,潮汐力產生的應力會不斷變化月亮環繞木星的橢圓軌道應該會在歐羅巴內部產生持續的彎曲。
這種彎曲反過來會產生熱量,並且應該有足夠的熱量將岩石融化成岩漿,從而導致今天可能持續的火山活動,特別是在靠近極地地區的高緯度地區。
這些模擬為科學家提供了這種活動的跡象,以尋找諸如NASA 的歐羅巴快船和歐洲太空總署的木星 ICy 衛星探索者(JUICE) 任務(預計分別於 2024 年和明年啟動)與木衛二進行近距離接觸。
重力異常可能表示存在深層岩漿活動,而木衛二稀薄大氣中氫和甲烷的異常存在可能是熱液噴口化學反應的結果。 木衛二表面新鮮海洋物質的沉積也可能顯示地下活動。
“木衛二海底炎熱、多岩石的內部和火山的前景增加了木衛二海洋成為宜居環境的可能性,”歐羅巴快船計畫科學家羅伯特‧帕帕拉多說美國太空總署噴射推進實驗室的負責人,他並沒有參與這項研究。
“我們也許能夠通過 Europa Clipper 計劃的重力和成分測量來測試這一點,這是一個令人興奮的前景。”
然而,首先我們還得再等幾年太空船才能到達那裡。 詛咒距離的暴政!
該團隊的研究成果發表於地球物理研究通訊。