覆盖冰层的卫星木卫二看起来越来越像太阳系中寻找外星生命的最佳地点。
新的模型表明,厚冰和咸海洋深处的岩石地幔实际上可能足够热,适合火山活动。而且,它在 45 亿年寿命的大部分时间里都可能如此炎热。
这一发现对欧罗巴海底是否存在生命的可能性具有直接影响。
“我们的发现提供了额外的证据,表明木卫二的地下海洋可能是适合生命出现的环境,”地球物理学家 Marie Běhounková 说道捷克查尔斯大学。
“木卫二是可能保持火山活动数十亿年的罕见行星之一,也可能是地球以外唯一一个拥有大量水库和长期能源的行星。”
你可能会认为这是一个远离太阳维持生命的温暖的冰冷世界——那里的表面温度往往达到峰值-140摄氏度(-225 华氏度)——不太可能找到生物体,但地球上确实有先例。
确实,这里的大多数生命确实依赖于基于光合作用的食物网……但在一些阳光永不照耀的极端环境中,生命找到了另一种方式。
在黑暗的海洋深处,阳光无法穿透,火山喷口将热量渗入周围的水域。在那里,生命建立在化学合成的基础上,细菌利用地球化学中的能量而不是太阳能来生产食物。
随着细菌的出现,其他生物也可以吃掉它们,从而在黑暗中创造了一个完整的生态系统。
我们知道木卫二在其厚厚的冰壳下隐藏着一个全球性的海洋——我们已经看到液态水从木卫二的冰裂缝中喷出。间歇泉的形式。我们还检测到了什么很可能是盐。这回答了我们所知的化学合成热液生命的一些条件。
我们不知道木卫二的海底以下是否有火山活动,并像地球上那样形成喷口。
这是可能的;木星的卫星木卫一是最火山世界在太阳系中,由于木星的引力牵引(以及可能的引力牵引)施加的恒定应力其他木星卫星的)加热内部。
不过,考虑到木卫二比木卫一距离木星更远,疑虑仍然存在,因此 Běhounková 和她的同事决定尝试找出答案。
他们使用详细的模型来模拟木卫二内部自形成以来的演化和加热过程。他们发现了几种可能发挥作用的机制,可以防止地球完全冻结。
首先,地幔中元素放射性衰变释放的热量可能贡献了很大一部分。月亮内热,尤其是在欧罗巴历史的早期。
然而,随着时间的推移,潮汐力产生的应力不断变化月亮围绕木星的椭圆轨道应该会在欧罗巴内部产生持续的弯曲。
这种弯曲反过来会产生热量,并且应该有足够的热量将岩石融化成岩浆,从而导致今天可能持续的火山活动,特别是在靠近极地地区的高纬度地区。
这些模拟为科学家提供了这种活动的迹象,以寻找诸如NASA 的欧罗巴快船和欧洲航天局的木星 ICy 卫星探索者(JUICE) 任务(预计分别于 2024 年和明年启动)与木卫二进行近距离接触。
重力异常可能表明存在深层岩浆活动,而木卫二稀薄大气中氢和甲烷的异常存在可能是热液喷口发生化学反应的结果。木卫二表面新鲜海洋物质的沉积也可能表明地下活动。
“木卫二海底炎热、多岩石的内部和火山的前景增加了木卫二海洋成为宜居环境的可能性,”欧罗巴快船项目科学家罗伯特·帕帕拉多说美国宇航局喷气推进实验室的负责人,他没有参与这项研究。
“我们也许能够通过 Europa Clipper 计划的重力和成分测量来测试这一点,这是一个令人兴奋的前景。”
然而,首先我们还得再等几年航天器才能到达那里。诅咒距离的暴政!
该团队的研究成果发表于地球物理研究通讯。