木卫二的卫星是寻找生命的主要候选者。 冰冻的月球有一个地下海洋，有证据表明它温暖、含盐，并且富含生命所需的化学物质。
新的研究表明正在将氧气拉到其冰冷的外壳以下，在那里它可能会滋养简单的生命。
木卫二是否能够在其地下海洋中维持生命存在很大争议，并且在美国宇航局发送信号之前，争论基本上处于中立状态。欧罗巴快艇那里。
木卫二任务必须经过精心设计，美国宇航局的部分设计基于科学家希望快船解决的具体问题。 我们无法向木卫二发送一艘宇宙飞船并让它去寻找生命。
美国宇航局在设计任务时考虑到了大问题，但它们只能回答较小的具体问题。 因此，科学家们正在研究木卫二的不同方面，并进行模拟，以微调他们需要任务提出的问题。
氧气是这些问题的核心之一。 这可能是了解木卫二宜居性的最后一部分。
木卫二拥有，或者我们认为它拥有生命维持自身所需的大部分物质。 水是主要成分，其地下海洋中蕴藏着丰富的水。 木卫二的水量比地球上的海洋还多。
它还具有所需的化学营养素。 生命需要能量，木卫二的能源来自木星的潮汐弯曲，它加热了木星的内部并阻止海洋结冰。 对于大多数科学家来说，这些都是相当确定的事实。
冰冻的月球表面也有氧气，这是宜居性的另一个有趣的暗示。 当阳光和来自木星的带电粒子撞击月球表面时会产生氧气。
但有一个问题：木卫二厚厚的冰盖是氧气和海洋之间的屏障。 木卫二的表面是冰冻的固体，因此任何生命都必须存在于其广阔的海洋中。
氧气如何从表面到达海洋？
根据一份新的研究信，木卫二冰壳中的咸水池可能将氧气从表面输送到海洋。 研究信是“通过密度驱动的盐水渗透通过欧罗巴冰壳向下输送氧化剂，”发表在杂志上地球物理研究通讯。
主要作者是 Marc Hesse，德克萨斯大学杰克逊地球科学学院地质科学系教授。
这些咸水池存在于贝壳中一些冰因海洋对流而融化的地方。 欧罗巴著名且上镜的混沌地形这些水池上方的形式。
（NASA/加州理工学院喷气推进实验室/Kevin M. Gill）
混沌地形覆盖了木卫二冰冻表面约 25% 的面积。 混沌地形是指山脊、裂缝、断层和平原混杂在一起的地方。
目前尚不清楚混乱地形的确切原因，尽管它可能与不均匀的地下加热和融化有关。 木卫二最具标志性的一些图像突出了这一奇异美丽的特征。
科学家认为木卫二的冰盖厚约 15 至 25 公里（10 至 15 英里）。 A2011年学习发现木卫二上的混沌地形可能位于冰层以下仅 3 公里（1.9 英里）的巨大液态水湖泊上方。
这些湖泊并不直接与地下海洋相连，但可以排入其中。 根据这项新研究，咸水湖泊可以与表面氧气混合，随着时间的推移，可以向更深的地下海洋输送大量氧气。
“我们的研究使这一过程成为可能，”说黑塞。 “它为木卫二地下海洋宜居性的突出问题之一提供了解决方案。”
研究人员在模拟中展示了氧气如何通过冰传输。
（Hesse 等人，地球物理学研究快报，2022 年）
多于： 该图显示了氧化剂如何在木卫二表面冰中产生和分布。 放射分解溅射 H2O 变为 H2和 O，其中 O 重组为 O2。 一些O2被释放到月球大气层中，但大部分返回到冰冷的风化层并被困在气泡中。 气泡是近地表氧化剂的主要储存库。 经过数千年的时间，气泡可以流入海洋。
富含氧气的盐水以孔隙波的形式移动到地下海洋。 孔隙波通过暂时扩大冰中的孔隙，然后迅速再次密封，将盐水输送到冰中。 数千年来，这些孔隙波将富氧盐水输送到海洋。
混沌地形与氧气输送之间的关系尚不完全清楚。 但科学家认为，潮汐加热引起的对流上升流部分融化了冰，表现为地表混乱的地形。 盐水下的冰必须熔化或部分熔化，富氧盐水才能排入海洋。
“为了让这些盐水排出，下面的冰必须是可渗透的，从而部分熔化。之前的研究表明，潮汐加热会将木卫二冰壳对流部分的上升流温度提高到纯冰的熔点，”作者写。
“鉴于混乱的地形可能会形成底辟上升流，下面的冰可能部分融化，”这封信说。 连接冰中氯化钠的存在可能会加速融化。
木卫二的表面非常寒冷，但还没有冷到足以快速重新冻结以致氧气无法通过盐水输送的程度。 在月球两极，温度永远不会升至-220°C（370°F）以上
但模型的结果“？证明表面的重新冻结太慢，无法阻止盐水的排出并防止氧化剂输送到内部海洋。”
虽然木卫二表面的冰是冻结的固体，但其下方的冰是对流的，这会延迟冻结。 并且一些研究表明海底可能是火山。
研究说木卫二表面吸收的大约 86% 的氧气都进入了海洋。 在月球的历史上，这个百分比可能发生了很大的变化。
但研究人员模型得出的最高估计值创造了一个与地球非常相似的富氧海洋。 冰层下面会不会有什么东西生活着？
“想象一下生活在冰层下的某种需氧生物是很诱人的，”说合著者史蒂文·万斯 (Steven Vance) 是美国宇航局喷气推进实验室 (JPL) 的研究科学家，也是该实验室行星内部和地球物理小组的主管。
凯文·汉德 (Kevin Hand) 是众多对木卫二、它的生命潜力以及即将到来的木卫二快艇任务非常感兴趣的科学家之一。 汉德是美国宇航局/喷气推进实验室的科学家，其工作重点是木卫二。 他希望黑塞和他的研究同事能够解决冰冻卫星海洋中的氧气问题。
“我们知道木卫二表面有氧气等有用的化合物，但这些化合物是否会进入下面的海洋，在那里生命可以利用它们？” 他问。 “在黑塞和他的合作者的工作中，答案似乎是肯定的。”
欧罗巴快船可以提出哪些问题来证实这些发现？
快船是第一个专门前往木卫二的任务。 我们认为我们了解了许多关于木卫二的事情，但我们还无法证实。 Clipper 旨在实现三个更大的目标：
- 研究海洋的成分，以确定它是否具有维持生命所必需的成分。
- 调查月球的地质，了解其表面的形成方式，包括混沌地形。
- 确定冰壳的厚度以及冰壳内部和下方是否有液态水。 他们还将确定海洋如何与表面相互作用：海洋中是否有任何东西穿过贝壳上升到顶部？ 是否有任何物质从地表进入海洋？
最后一点谈到了氧气从表面到海洋的潜在运输。 欧罗巴快艇将携带十台仪器，这些仪器将共同解决这些问题。
这用于行星探索/欧罗巴的质谱仪(MASPEX) 在木卫二上的氧气运输方面尤其有趣。
“MASPEX 将从木卫二附近的气体中获得重要答案，例如木卫二表面、大气和可疑海洋的化学成分，”该仪器的网页解释。 “MASPEX 将研究木星的辐射如何改变木卫二的表面化合物以及表面和海洋如何交换物质。”
MASPEX 和 Europa Clipper 的其他仪器可能会证实氧气从地表到海洋的运输，如果那里存在生命，生命就可以利用它。
但我们还得等一段时间。
Europa Clipper 计划于 2024 年 10 月发射，直到 5.5 年后才能到达木星系统。 一旦到达那里，其科学阶段预计将持续四年。 因此，我们可能要到 2034 年才能获得所有数据。
与此同时，这样的研究将激发我们的兴趣。
