歐羅巴深處可能隱藏火山,這增加了它承載外星生命的機會

木星的冰冠衛星歐羅巴(Europa)越來越成為太陽系中尋找外星生命的最佳場所。新的模型表明,在濃厚的冰層和鹹海之下的岩石地幔實際上可能足夠熱,足以進行火山活動。而且,在其45億年的使用壽命中,大部分時間可能都是如此。

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這一發現直接影響了潛伏在歐羅巴海底的生命。

捷克查爾斯大學的地球物理學家瑪麗·貝洪科娃(MarieBěhounková)說:“我們的發現提供了進一步的證據,證明歐羅巴的地下海洋環境適合生命出現。”

“歐羅巴是保持數十億年火山活動的稀有行星體之一,並且可能是地球以外唯一擁有大量水庫和長壽能源的行星體。”

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您可能會認為,一個冰冷的世界與維持生命的太陽溫暖相距甚遠,那裡的表面溫度往往會在-140攝氏度(-225華氏度)達到峰值,因此不太可能找到活生物體,但實際上地球上有這樣的先例。

沒錯,這裡的大多數生命確實依賴於基於光合作用的食物網……但是在某些極端環境下(沒有太陽光),生命已另一種方式被找到了。

在海洋的黑暗深處,太深了以至於陽光無法穿透,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上,細菌利用地球化學中的能量而不是太陽能來生產食物。伴隨細菌的其他生物可以吃掉它們,從而在黑暗中建立了整個生態系統。

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我們知道歐羅巴(Europa)在厚厚的冰殼下蘊藏著全球海洋——我們已經看到液態水以間歇泉的形式從冰裂縫中噴出,我們還檢測到鹽。這回答了我們所知道的化學合成熱液生命的一些條件。

我們不知道歐羅巴是否在其海底以下具有火山活動,並像在地球上那樣的火山口一樣向生命開放。

這是可能的,木星的衛星Io是太陽系中最大的火山世界,這是由於木星的引力(以及其他木星衛星的引力)不斷給內部加熱所施加的持續壓力。

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但是,由於歐羅巴距離木星比Io更遠,所以仍然存在疑問——因此貝洪科娃和她的同事決定嘗試解決這個問題。

他們使用詳細的模型來模擬歐羅巴內部的演變和加熱。他們發現有幾種起作用的機制可能在起作用,以防止歐羅巴完全凍結。

首先,地幔中元素的放射性衰變釋放的熱量可能貢獻了衛星內部熱量的很大一部分,尤其是在早期的歐羅巴。

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不過,隨著時間的流逝,衛星繞木星的橢圓軌道所施加的潮汐力所產生的不斷變化的應力本應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才能將岩石融化為岩漿,從而導致火山活動可能在今天進行,尤其是在極地附近的高緯度地區。

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這些模擬為科學家提供了這項活動的訊號,可以尋找諸如美國宇航局(NASA)的歐羅巴快船(Europa Clipper)和歐洲航天局的JUpiter ICy moons Explorer(JUICE)任務(分別於2024年和明年發射)等探測器與歐羅巴親密接觸的時間。

引力異常可能表明存在深部岩漿活動,而歐羅巴稀薄大氣中氫和甲烷的異常存在可能是在熱液噴口處發生化學反應的結果。歐羅巴表面上沉積的新鮮海洋物質也可能表明地下活動。

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美國宇航局噴氣推進實驗室的歐羅巴快船專案科學家羅伯·帕帕拉多說:“歐羅巴海底熱,岩石內部和火山的前景增加了歐羅巴海洋成為宜居環境的可能性,”未參與此項研究的美國宇航局快船專案科學家羅伯特·帕帕拉多表示。

“我們也許可以用歐羅巴·克雷珀計劃的引力和成分測量來測試這一點,這是一個令人興奮的前景。”

但是,首先,我們必須再等幾年才能使航天器到達那裡。

該小組的研究已發表在《地球物理研究快報》上。