簡 要

一項關(guān)于木衛(wèi)二歐羅巴的突破性發(fā)現(xiàn)或許已經(jīng)解開了尋找外星生命中最棘手的謎題之一。

華盛頓州立大學(xué)的研究人員提出了一種簡單卻強(qiáng)大的地質(zhì)過程，它可能像傳送帶一樣，將維持生命的營養(yǎng)物質(zhì)從歐羅巴受輻射的表面輸送到其廣袤而隱蔽的海洋中。

這一發(fā)現(xiàn)直接解答了一個重要問題：這片與世隔絕的海洋是否真的能夠維持生物生存。與此同時，NASA的“歐羅巴快船”探測器正在前往這顆冰冷的星球進(jìn)行探測。

/*任務(wù)

• 一項新的研究提出，地質(zhì)過程可以將營養(yǎng)物質(zhì)從木衛(wèi)二表面輸送到其隱藏的海洋。
• 這解決了生命如何在與世隔絕的海域中得以維持這一重大謎題。
• 致密、高鹽的表面冰可能會脫落，并穿過月球厚厚的冰殼下沉。
• 這就像一條傳送帶，為下方的任何生物提供潛在的食物。
• 這一發(fā)現(xiàn)為NASA正在進(jìn)行的歐羅巴快船任務(wù)提供了一個關(guān)鍵的假設(shè)進(jìn)行驗證。

幾十年來，木衛(wèi)二一直吸引著科學(xué)家們的目光，被認(rèn)為是太陽系中最有可能存在外星生命的候選者之一。在它那層破裂的冰殼之下，隱藏著一片全球性的海洋，其水量是地球所有海洋總和的兩倍多。

然而，關(guān)鍵問題始終在于如何接近這片海洋。這片海洋被厚達(dá)數(shù)英里的冰層完全隔絕，與陽光和地表完全隔絕。雖然來自木星的強(qiáng)烈輻射可能在木衛(wèi)二表面產(chǎn)生潛在的營養(yǎng)物質(zhì)，但這些物質(zhì)如何向下輸送到深淵，滋養(yǎng)其中的生命，至今仍是一個謎。

一項新穎的研究表明，答案或許就藏在冰層本身。地球物理學(xué)家提出，地表上密度高、富含鹽分的冰層可能會脫落，并緩慢下沉穿過整個冰層，最終將其攜帶的化學(xué)物質(zhì)輸送到下方的海洋。

研究團(tuán)隊推測，類似的機(jī)制也可能適用于木衛(wèi)二。木衛(wèi)二表面某些區(qū)域的冰層富含鹽分，密度高于周圍純凈的冰層。此前的研究也表明，這些雜質(zhì)會削弱冰的晶體結(jié)構(gòu)。密度和晶體結(jié)構(gòu)的脆弱性相結(jié)合，可能使得富含營養(yǎng)物質(zhì)的表面冰塊脫落，并開始緩慢下沉。

“這是行星科學(xué)領(lǐng)域的一個新穎想法，其靈感來源于地球科學(xué)領(lǐng)域一個已被廣泛理解的概念，”格林說道，他目前是弗吉尼亞理工大學(xué)的博士后研究員?！白盍钊伺d奮的是，這個新想法解決了木衛(wèi)二長期存在的宜居性問題之一，并且對于其海洋中存在地外生命的可能性來說是一個好兆頭。”

研究人員利用計算機(jī)模擬對這種“滴落”過程進(jìn)行了建模。他們發(fā)現(xiàn)，在很寬的鹽濃度范圍內(nèi)，只要冰層發(fā)生一定程度的弱化，致密的表層冰確實會脫離并下沉至冰殼底部。模型顯示，這種下沉并非罕見事件，而是在相對較短的地質(zhì)時間尺度內(nèi)即可發(fā)生。

在一些模擬中，嚴(yán)重受損的冰層可能只需3萬年即可啟動這一過程，而其他模擬則顯示，物質(zhì)在數(shù)百萬年后才會到達(dá)海洋。這表明，冰層剝離可能提供一條穩(wěn)定且循環(huán)的氧化劑和其他化合物的供應(yīng)鏈，將冰層從地表輸送到深海。它將冰殼從靜態(tài)屏障轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)循環(huán)系統(tǒng)

這項研究正值行星科學(xué)的關(guān)鍵時刻。美國宇航局的“歐羅巴快船”探測器于2024年發(fā)射，計劃于2030年抵達(dá)木星。該探測器將進(jìn)行數(shù)十次近距離飛掠，利用其搭載的儀器探測木星冰殼的厚度、成分和結(jié)構(gòu)。華盛頓州立大學(xué)的研究成果為該任務(wù)提供了一個具體且可驗證的假設(shè)?！皻W羅巴快船”的數(shù)據(jù)有望揭示木星冰殼下沉的跡象，例如特定的成分變化或結(jié)構(gòu)缺陷。

這項研究意義深遠(yuǎn)。多年來，人們一直在木衛(wèi)二上尋找生命，但始終面臨著一個后勤難題：即使海洋中存在生命，它們又如何獲取營養(yǎng)呢？這項研究提供了一個合理的解釋，描繪了一個冰層覆蓋海洋卻又滋養(yǎng)海洋的世界。研究表明，長期以來被認(rèn)為是生命屏障的木衛(wèi)二表面強(qiáng)烈的輻射，實際上可能正是其下方海洋賴以生存的關(guān)鍵—它產(chǎn)生的營養(yǎng)物質(zhì)會緩慢地降落到黑暗的海洋深處。