看起來像科學家發現,土衛二的冰冷衛星有一個活躍的熱液系統,正在加熱其南極的溫暖海洋。
就在去年,科學家發現土衛二的南極有一片廣闊的地下海洋。它似乎坐落在 30 或 40 公里厚的冰層下,本身深近 10 公里。當時,似乎沒有太多熱液活動與海洋有關的證據,但美國科羅拉多大學大氣和太空物理實驗室的研究人員成功地發現了一些微小但重要的熱液活動證據。
當我們說微小時,我們的意思是微小。卡西尼號太空船發現的這些顆粒的半徑只有 2 到 8 奈米,但它們可以告訴我們很多。主要由二氧化矽組成,就像地球上的大量沙子和石英顆粒一樣,人們認為它們是熱液過程的直接結果 - “蒸發的間歇泉鹽水的骨架”,威廉·赫克維茨說流行力學。
最終形成這些矽酸鹽顆粒的過程始於土星及其土衛二上其他衛星的引力。這會產生大量摩擦,從而將地下海洋加熱至約 90 攝氏度。這種熱水逐漸溶解海洋周圍的固體礦物質,然後這些顆粒被間歇泉水帶到表面,間歇泉水被上面的冰層迅速冷卻。
正如 Sean O'Kane 在 The Verge 上所解釋的那樣,一旦溶解的顆粒到達間歇泉開口,就會噴灑到整個表面,它們被困在冰粒內。這種冰冷的塗層很快就會在嚴酷的土衛二大氣中被侵蝕掉,使矽酸鹽顆粒暴露在自然環境和卡西尼號的機載實驗室中。
康乃爾大學的行星科學家喬納森·盧寧(Jonathan Lunine)表示:「我們現在有非常有力的證據表明,土衛二海洋底部存在炎熱的熱液環境,也許就像我們認為地球上生命開始的地方一樣。告訴熱門力學。“這是一系列真正引人注目的發現中的又一個發現,這些發現逐一告訴我們,這可能是在外太陽系尋找生命的地方。”
研究人員非常擅長解釋這一小證據,他們實際上可以利用顆粒的大小和化學組成來計算出土衛二海洋中的鹽含量。出版於自然,他們表示,海洋鹽度上限為 4%——地球海洋的平均鹽度為 3.5%——而且其 pH 值可能高於 8.5。
這項發現的真正特別之處在於,許多科學家相信熱液噴口孕育了地球上的生命——熱海水與周圍岩石之間的反覆接觸創造了產生和維持單細胞生物所需的能量和營養——所以也許它們會,或者有,在土衛二上?
李·比林斯 (Lee Billings) 對此進行了討論《科學美國人》:
「今天,地球上活躍的熱液噴口是海底綠洲,孕育著在黑暗中繁榮發展的生態系統,與地表世界隔絕。在地球之外尋找其他地方,那裡的熱岩和水混合在一起,即使遠離太陽,生命也可能在那裡繁衍生息。
這樣的系統在太陽系歷史的早期可能很常見,當時岩石行星和冰冷的衛星從最初形成時仍然相對炎熱和潮濕。但到目前為止,科學家們還沒有證據表明地球以外的任何地方正在發生熱液活動。
就這樣,土衛二成為我們最喜歡的新天體。