
【编者按】在浩瀚的宇宙中,寻找地外生命一直是人类最浪漫的梦想之一。木卫二“欧罗巴”以其冰层下可能存在的巨大海洋,长期被视为太阳系内最有可能孕育生命的“希望之星”。然而,最新研究却给这份期待泼了一盆冷水:科学家通过建模分析发现,这颗星球的岩石海底可能过于“坚固”,缺乏类似地球的构造与火山活动,而这类活动恰恰是生命所需关键化学能量与营养物质循环的“引擎”。这一发现并非彻底关上希望之门,却提醒我们,生命的奇迹或许比想象中更为苛刻。随着NASA“欧罗巴快船”任务将于2031年展开近距离探测,真相或许正在不远处等待揭晓。探索不止,希望永存。
华盛顿1月6日电:木星的卫星欧罗巴(木卫二)一直被视为太阳系中寻找地球以外生命最有希望的地点之一,其厚厚的冰壳之下被认为隐藏着一个巨大的地下海洋。然而,一项新研究对欧罗巴是否真的具备宜居条件提出了质疑。
这项研究评估了欧罗巴海底发生构造和火山活动的可能性,这类活动在地球上促进了岩石与海水之间的相互作用,从而产生了生命必需的营养物质和化学能量。在对欧罗巴的环境进行建模分析后,研究人员得出结论:其岩石构成的海底在力学上可能过于坚固,难以允许此类活动发生。
研究人员考虑了包括欧罗巴的大小、其岩石核心的构成以及太阳系最大行星木星施加的引力等多种因素。他们评估认为,欧罗巴海底很可能几乎没有或根本没有活跃的断层活动,这表明这颗卫星可能是一片生命荒漠。
“在地球上,断裂和断层等构造活动将新鲜的岩石暴露于环境中,在那里发生(主要涉及水的)化学反应,产生如甲烷等微生物生命可以利用的化学物质,”该研究的主要作者、圣路易斯华盛顿大学的行星科学家保罗·伯恩表示。该研究于周二发表在《自然通讯》杂志上。
“没有这类活动,那些化学反应就难以建立和维持,这使得欧罗巴的海底环境对生命而言极具挑战性,”伯恩补充道。
数十亿年前,地球上的生命可能诞生于海底热液喷口周围的动态环境中。但欧罗巴可能缺乏这些特征。
“根据我们的发现,海底可能不会包含主要的构造地貌,例如长海岭或深海槽。很可能不会有任何水下火山或海山,也不会有像‘黑烟囱’那样的热液活动。话虽如此,我希望有一天我的结论会被证明是错误的,”佐治亚大学的地质学家、该研究的合著者克里斯蒂安·克利姆恰克说。
欧罗巴直径约1940英里(3100公里),比地球的月球略小。据信,其冰壳厚度为10-15英里(15-25公里),下方可能是一个深度达40-100英里(60-150公里)的海洋。
作为木星95颗已正式确认的卫星中的第四大卫星,欧罗巴的直径约为地球的四分之一。但其咸水液态海洋所含的水量可能是地球海洋总水量的两倍。
欧罗巴具备一些暗示其潜在宜居性的特征。
“有三个主要因素被认为是支持生命的关键:液态水、有机化学和能量,”伯恩说。
“欧罗巴的地下海洋满足了第一个要求。我们已经在这颗卫星的外部冰壳上发现了有机化学物质,海洋内部很可能也存在这类物质。这是第二个要求。而欧罗巴的特殊轨道意味着木星驱动着其内部的潮汐加热——这是第三个要求,”伯恩解释道。
美国宇航局(NASA)于2024年发射了机器人探测器“欧罗巴快船”号,其任务就是探测欧罗巴是否具备支持生命的适宜条件。该机构计划让“欧罗巴快船”从2031年开始进行数十次近距离飞越探测。
“尽管地质活动在太阳系内运作方式相似,但我们探索过的每一个行星天体都被发现具有某些独特的过程。鉴于我们对欧罗巴的了解,它仍然是寻找地外生命的最佳地点,”克利姆恰克表示。
木星的引力以不同的方式影响着其众多卫星。木卫一“艾奥”是木星最内侧的大卫星,也是太阳系中火山活动最活跃的天体。木星的引力,加上其他卫星的引力,在艾奥上产生了强大的潮汐力,从而引发了内部摩擦和热量。但欧罗巴的轨道距离木星比艾奥远得多。
“这种潮汐加热效应随距离增加而迅速减弱,因此,尽管有足够的潮汐加热来防止欧罗巴的海洋完全冻结,但根据我们的计算,至少远不足以对海底产生构造变形。所以,简而言之,在欧罗巴的深处,很可能没有发生像在艾奥上那种类型的事情,”伯恩说。
该研究仅评估了欧罗巴当前的条件。
“有理由认为,欧罗巴的地质活动可能曾经比今天活跃得多,尽管那是在几十亿年前。所以,也许在那个世界条件改变、生命所需的化学能源耗尽之前,它真的曾经不仅宜居,而且可能真的存在过生命,”伯恩推测道。
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