幾十年來,木衛二(歐羅巴)——木星最大的衛星之一——一直被認為是尋找木衛三的主要候選人之一。 地球之外的生命在其冰冷的表面之下,隱藏著一片廣闊的地下鹹水海洋,從理論上講,它似乎具備了適宜居住的幾個基本要素。
然而,近期的一些研究,尤其是一項發表在…上的研究,顯示… 自然通信它們描繪了一幅截然不同的、冷酷無情的景象。內部模型表明,這片海洋的海底將會是… 過於僵化,地質學上也過於枯燥。 為即使是最頑強的微生物提供所需的能量和營養。
浩瀚的海洋並不能保證生命。
木衛二冰殼之下是一個全球性海洋,根據最廣泛接受的估計,其面積可能達到… 深度介於 60 至 150 公里之間所有這些都被一層冰覆蓋著。 厚度為15至25公里。表面非常破碎,但顯然底部卻出奇地平靜。
雖然它的直徑大約 3.100公里 ——比我們的月球略小——,計算顯示這片鹹水海洋可能 其含水量超過地球所有海洋的總和。單憑這個數字,多年來就一直有人認為木衛二是太陽系中最有希望發現生命的地方之一。
這項由行星科學家領導的新研究 保羅伯恩聖路易斯華盛頓大學的一位研究人員對這種樂觀觀點提出了質疑。他利用物理模型重建了月球內部結構,並將其特性與月球本身的特性進行了比較,結果發現月球內部結構才是最符合實際情況的。 地球、月球和木衛一 (另一顆火山活動極為頻繁的木星衛星),研究團隊由此得出結論:歐羅巴的基岩將是… 機械性質非常強甚至到了阻止大型構造運動形成的地步。
作者認為,那片海底不會有任何東西。 綿長的洋中脊、深邃的海溝、海底火山或活躍的熱液噴口實際上,我們將面對一個擁有浩瀚海洋的世界,但我們的家卻建立在幾乎不可改變的岩石地基之上。

為什麼海底是人類居住的關鍵
在地球上,許多關於生命起源的假說都指向… 海底熱液噴射在那裡,受板塊構造和火山活動驅動的熱岩與海水相互作用,產生甲烷等化合物,並為微生物提供豐富的能量。
伯恩的團隊將這些知識應用到木衛二上,以研究這顆衛星上是否有類似的過程。他們的結論是: 歐洲海底過於堅硬。 因為它們會不斷分裂和更新,阻止地球海底那種動態環境的再現。
用伯恩自己的話來說,如果我們能派人去… 無人潛水艇 到歐洲的海洋邊,我們很可能找不到 近期發生的裂縫、活火山或熱水柱。 從底部升起。從地質學角度來看,一切都顯示這裡是一個平靜的地貌,缺乏滋養地球深層生態系統的化學能源。
這一觀點與其他研究結果相吻合,這些研究表明: 水岩反應 在歐洲,這些生態系統將僅限於海底數百公尺範圍內,岩石內部與海洋之間缺乏頻繁且持續的物質交換。這種情況大大降低了複雜生態系形成和維持的可能性。
即便如此,該研究並未完全排除它們存在的可能性。 非常簡單的微生物 在特定的生態位中,根據模型顯示,可用的能量非常有限,不足以維持大型群體的生存。

木星引力的影響(及其限制)
木星衛星的主要內部引擎之一是 潮汐增溫同樣的流程,如果發展到極致,就會變成 艾歐 它位於太陽系中火山活動最活躍的天體上。木星強大的引力不斷使這顆衛星發生形變,產生內部熱量,並助長了其壯觀的火山活動。
就歐洲而言,情況有所不同。它的軌道是 更穩定,也更遠一些因此,潮汐力會減弱。這項新研究中的模型表明,這種變暖已經足以… 防止海洋完全凍結但這不足以使基岩產生足夠強度的變形,從而引發強烈的構造運動或持續的火山活動。
研究人員也指出, 岩芯的原始內部熱量 它早在數十億年前就已基本消散。這種熱量的消耗可以解釋為什麼如今的海底看起來如此穩定且相對缺乏動態變化。
這種組合 中等潮汐 冷卻後的木衛二核心處於一種中間地帶:它在冰層下保留液態海洋,但缺乏地球上被認為是維持深層生態系基本要素的地質機制。
這張圖像與其他冰冷世界(例如土衛六(土星))形成對比,一些模型仍然表明土衛六可能擁有更活躍的內部環境和截然不同的化學成分,這導致歐美科學界的一些人士… 分散對生命的探索焦點 在眾多候選人中,而且不限於歐洲。

人生三大要素…以及一個巨大的未知數
在天體生物學中,人們經常強調生命存在的三個主要條件: 液態水、有機化合物和能源從理論上講,歐洲很好地滿足了前兩項要求,並且至少部分滿足了第三項要求。
一方面,所有探測任務和觀測結果都一致認為,月球上存在著… 全球液態水海洋另一方面,在其冰面上已發現以下物質: 有機分子 這種物質很可能也存在於地下海洋中。
問題在於能量。木衛二繞木星的軌道會產生能量。 潮汐增溫 在海底內部,這種作用雖然存在,但模型表明,這種作用在海底會很微弱。也就是說,能量足以阻止海水完全凍結,但不足以刺激海水結冰。 活躍的構造運動或持續的火山活動 在岩石底部。
這種細微差別從根本上改變了對宜居性的解讀。水和有機物是必要的,但如果沒有一個能混合物質、更新地殼並促進持續化學反應的地質機制,那麼… 生命產生和維持的機率 已降至最低限度。
論文作者堅持他們的研究結果指的是… 實際狀態 來自歐洲的學者們並不排除,在過去,月球內部可能更加活躍,海底溫度更高,熱液噴口能夠在有限的時間內維持生態系統。
歐洲過去是否更適合居住?
這項研究最引人入勝的觀點之一是,數十億年前,歐洲可能曾經是… 一個更活躍且可能更適合居住的世界在早期階段,地核的殘餘熱量以及可能更強烈的潮汐,可能為海底的熱液噴口和活躍的流體循環提供了能量。
在這種情況下,不能排除他們可能會出現的可能性。 基於水和岩石化學的生態系統這與地球大洋中脊觀測到的現象類似。然而,隨著時間的推移,內部熱量的逐漸散失會使這種活動停止,最終使海底恢復到目前模型所描述的平靜狀態。
如果這種情況發生,任何潛在的歐洲生物圈都將遭受重創。 有限的時間內 為了適應能源的減少,生命必須發展和適應。確定這點餘地是否足以讓生命出現,以及生命能否在日益寒冷的世界中生存,是未來探測任務將試圖解答的重大未知數之一。
這種時間視角也會影響… 生物標誌物搜尋 在冰面上。一些觀測到的結構,例如雜亂的地形或冰層似乎發生過斷裂和重組的區域,可能蘊含著海洋與上層冰層之間過去可能發生過物質交換的線索。
這場辯論在歐洲和歐洲大陸其他研究中心都備受關注,因為它會影響未來的規劃。 歐洲任務以及與美國太空總署的合作 在決定科學目標的優先順序和選擇儀器時。

歐羅巴快船號、JUICE探測器以及歐洲在太空探索中的作用
儘管新的研究降低了在木衛二上發現生命的預期,但科學家對這顆衛星的興趣並未減弱,反而更加濃厚。相反,像木衛二這樣的探測任務仍在繼續進行。 歐羅巴快船 (美國國家航空暨太空總署) 果汁 歐洲太空總署也擁有這個冰凍星球。 優先目標.
由美國太空總署發射的歐羅巴快船號計畫於1999年開始飛掠月球。 2031它將進行數十次近距離飛行以獲取 高分辨率圖像 該任務旨在測量冰殼厚度並詳細描述地下海洋的特徵。其儀器將包括穿冰雷達、磁力計和光譜儀,能夠分析地表和任何水柱的化學成分。
就其本身而言,這項任務 果汁 歐洲太空總署的木星冰衛星探測器(Jupiter ICy Moons Explorer)已啟程前往木星系統,預計下個十年初抵達。雖然其主要目標是木衛三(蓋尼米德),但該探測器還將研究其他衛星。 歐洲和卡利斯托提供了關於木星冰衛星的非常有價值的概述。
從歐洲的角度來看,這些任務代表著鞏固歐洲角色的戰略機會。 大陸的航太工業 西班牙及其研究中心致力於探索外太陽系。此外,西班牙也透過參與歐洲太空總署(ESA)及其高科技企業,為更了解冰冷世界貢獻力量。
歐羅巴快船號和JUICE提供的數據對於驗證當前模型在多大程度上能準確描述…至關重要。 惰性海底 或者,恰恰相反,冰層下可能還有驚喜等著我們去發現。
逐漸顯現的畫面是一輪月亮, 水含量豐富,但內部能量較少冰層下隱藏的浩瀚海洋很可能是一個寒冷且化學反應不活躍的環境。木衛二仍然是研究冰凍世界如何運作以及它們真正適宜居住的條件的絕佳天然實驗室,儘管每項新的數據都表明,至少就目前而言, 木星的衛星上沒有生命 或者,即便它曾經有過那樣的階段,那也是它歷史上的很久以前的事了。
