神秘的二氧化硅大量喷出冰冷的卫星土卫二是强有力的新证据,表明全球海洋底部存在热喷口。
根据新的分析模型,内部加热其核心产生洋流,输送二氧化硅颗粒,这些二氧化硅颗粒从深海热液喷口喷出,同时也将热量释放到周围水域。
这是一个诱人的发现,它揭示了在外星世界的外星海洋深处存在生命的真实可能性。
当卡西尼号探测器花了数年时间绕土星运行并研究土星时,它取得了令人惊讶的发现。 行星的E环? 广泛环系统的第二个最外层? 其成分富含二氧化硅微观颗粒,以及水、氨和二氧化碳的冰。
我们还检测到来自土卫二的二氧化硅颗粒,其形式为冰冷的羽毛从月球厚厚的冰壳裂缝中喷发出来; 科学家确定E环的成分是由土卫二提供, 从它的岩石核心。 颗粒的化学成分和大小表明存在高温。
但是,二氧化硅如何从土卫二的核心向上穿过全球海洋深处,并通过羽状冰层喷射出来,一直是一个难题。
土卫二真是一个奇迹。 月球表面覆盖着一层厚厚的冰壳,平均温度为18公里和22公里厚度(11 和 14 英里)。 但土星的轨道并不是完美的圆形,而是椭圆形,这意味着它与土星的距离会有所不同? 它们之间的引力强度也是如此。 这种变化的重力拉伸和压缩土卫二,在其核心产生热量。
因此,冰壳下面是全球液态海洋深度超过10公里,从核心散发的热量可以防止水结冰。 这也增加了一种可能性热液喷口,海底的裂缝,热量通过这些裂缝从月球内部逸出。
先前的研究来自土卫二内部的热量应该在海洋中产生垂直对流,与地球上看到的相似。 现在,由加州大学洛杉矶分校的阿什利·舍恩菲尔德领导的行星科学家团队创建了一个涉及这些电流的模型,试图了解土卫二上的二氧化硅运输。
“这就像在炉子上煮锅一样。潮汐摩擦会增加海洋的热量,并导致温水上升。”舍恩菲尔德解释说。
“我们的研究表明,这些流动足够强大,可以从海底拾取物质,并将它们带到将海洋与太空真空分开的冰壳上。穿过冰壳进入地下海洋的结构可以作为将捕获的材料抛入太空的直接管道。 土卫二正在为我们提供隐藏在地下深处的免费样本。”
其影响非常令人兴奋。 作为之前的研究发现,二氧化硅,和其他材料卡西尼号在土卫二羽流中检测到的物质与在热液喷口中可能发现的物质一致。
在地球上,热液喷口爬满了生命,甚至远远超出了阳光的照射范围。 整个生态系统的蓬勃发展依赖于化学合成食物网,利用元素在高温下相互作用的化学反应来产生能量,而不是依赖阳光的更常见的光合作用过程。
这使得天体生物学家推测,像土卫二这样的冰卫星可能蕴藏着生命,尽管它们距离太阳很远,而且海底没有接受到任何赋予生命的阳光。
这项新研究增加了越来越多的证据,表明土卫二上是否存在热液喷口,并且如果那里存在生命,那么我们也许能够探测到它,而无需尝试穿透冰层。 轨道飞行器还是着陆器? 目前正在考虑其中哪几个? 或许能够在月球冰冷的表面找到生物分子。
“我们的模特”行星科学家艾米丽·霍金斯说洛约拉马利蒙特大学的“为海洋对流湍流有效地将重要营养物质从海底输送到冰壳的观点提供了进一步的支持。”
这不是一个有趣的想法吗? 我们可能不得不将其名称更改为 Enticingeladus。
该研究发表于通讯 地球与环境。