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木衛二
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木衛二,在1610年被伽利略發現,是木星的第四大衛星,在伽利略發現的衛星中離木星第二近。木衛二比地球的衛星月球稍微小一點,直徑達到3100公里,是太陽系天體系統中的第六大衛星和第十五大天體。質量為4.80×10的22次方千克,這樣的結構也十分奇特,它被認為是一顆富水星球,比我們地球上的水還多,表面有著厚達幾十公里的冰蓋,下面則是深達上百公里的海洋,由于中間有一層液態水的海洋相隔,所以科學家認為木衛二的內心與外層的自轉情況并不一樣。
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簡介

木(mu)衛(wei)(wei)二(er)Europa(英語發(fa)(fa)音"yoo Roh puh"),在1610年被(bei)伽利略(lve)發(fa)(fa)現,是木(mu)星(xing)(xing)的(de)第六(liu)顆已知(zhi)衛(wei)(wei)星(xing)(xing),是木(mu)星(xing)(xing)的(de)第四大(da)衛(wei)(wei)星(xing)(xing),在伽利略(lve)發(fa)(fa)現的(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)中離(li)木(mu)星(xing)(xing)第二(er)近。木(mu)衛(wei)(wei)二(er)比地球(qiu)的(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)月球(qiu)稍(shao)微小一點,直徑達到(dao)3100公里,是太(tai)陽(yang)系(xi)天(tian)體系(xi)統中的(de)第六(liu)大(da)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)和第十五大(da)天(tian)體。哈(ha)勃望遠(yuan)鏡的(de)觀察揭示(shi)出木(mu)衛(wei)(wei)二(er)有一個含氧的(de)稀薄大(da)氣(qi)(1e-11巴)。

太陽(yang)系中大(da)約165顆衛(wei)(wei)(wei)星里(li)只知道有(you)7顆衛(wei)(wei)(wei)星(木衛(wei)(wei)(wei)一、木衛(wei)(wei)(wei)二(er)、木衛(wei)(wei)(wei)三、木衛(wei)(wei)(wei)四、土衛(wei)(wei)(wei)二(er)、土衛(wei)(wei)(wei)六和(he)海(hai)衛(wei)(wei)(wei)一)擁有(you)大(da)氣層。不(bu)(bu)像地球的大(da)氣中的氧,木衛(wei)(wei)(wei)二(er)的氧并不(bu)(bu)是生(sheng)(sheng)物形成的。它最可能是由于(yu)太陽(yang)光(guang)中的電(dian)荷粒子撞擊(ji)木衛(wei)(wei)(wei)二(er)的冰質表面而產生(sheng)(sheng)水(shui)蒸氣,然后分成氫氣和(he)氧氣。氫氣脫離(li),留下了氧氣。

木(mu)(mu)衛(wei)二與(yu)(yu)木(mu)(mu)衛(wei)一的(de)組成(cheng)與(yu)(yu)類地行星(xing)(xing)相似:主(zhu)要由硅(gui)酸鹽巖石組成(cheng)。但是與(yu)(yu)木(mu)(mu)衛(wei)一不同,木(mu)(mu)衛(wei)二其外(wai)層(ceng)分布(bu)著厚度達(da)100公里的(de)冰層(ceng),由于其存在內(nei)部(bu)能量(liang)源,冰下深處或擁有(you)(you)液態(tai)水世界(jie),該天體表面(mian)非常“光滑”,撞(zhuang)擊坑數(shu)量(liang)較少,這說明“歐羅(luo)巴(ba)”星(xing)(xing)球(qiu)的(de)地質構(gou)造比(bi)較活躍,從伽利略號發回的(de)數(shu)據(ju)表明木(mu)(mu)衛(wei)二有(you)(you)內(nei)部(bu)分層(ceng)結構(gou),并(bing)可(ke)能有(you)(you)一個(ge)小(xiao)型金屬內(nei)核(he)。

2013年12月11日,美國(guo)NASA宣(xuan)布,木衛(wei)二表面發現黏土質礦物或(huo)可(ke)育成新生(sheng)命。木衛(wei)二表面布滿了冰層(ceng),冰層(ceng)溫度(du)在(zai)零下26度(du)左右冰層(ceng)下有海洋(yang),比地(di)球(qiu)最深(shen)的海洋(yang)還(huan)要(yao)深(shen)96公里。

2016年9月26日消息,美國宇航(hang)局專(zhuan)家杰夫·尤德(de)稱,木衛二的地(di)下(xia)海洋被認為是太陽系中最有希望(wang)存有生命的地(di)方(fang)。

命名

木(mu)(mu)衛(wei)二由(you)伽(jia)利略和馬里烏斯(si)(Marius,Simon)于1610年發現,伽(jia)利略號還發現了一些(xie)木(mu)(mu)衛(wei)二擁有微弱磁(ci)場(chang)的(de)證據(相當于木(mu)(mu)衛(wei)三的(de)四分之一)。

木(mu)衛二(Europa):希臘神(shen)話中腓(fei)尼(ni)基(Phoenicia)公主歐羅巴(Europa),阿革諾耳(er)(Agenor)的女兒。大(da)神(shen)宙斯(si)(Zeus)化作一頭(tou)白色的公牛將其劫至克里特島(dao)(Crete),并與她生下了三(san)個兒子(zi):彌諾斯(si)(Minos)、拉達曼堤斯(si)(Rhadamanthys)和薩耳(er)佩冬(Sarpedon)。

歐羅巴(ba)是希臘(la)神話(hua)中(zhong)的(de)一(yi)(yi)位美麗(li)的(de)腓尼(ni)基公主,其他三(san)顆伽利略衛(wei)星(xing)也被馬(ma)里烏斯(si)以(yi)希臘(la)神話(hua)人(ren)物(wu)分別命名(ming)為伊奧(Io,木(mu)(mu)衛(wei)一(yi)(yi))、蓋尼(ni)米德(Ganymede,木(mu)(mu)衛(wei)三(san))和卡利斯(si)托(tuo)(Callisto,木(mu)(mu)衛(wei)四),這四個人(ren)物(wu)皆以(yi)俊美著稱(cheng)。但是在20世紀中(zhong)葉以(yi)前(qian),相當長的(de)一(yi)(yi)段時期(qi)內,這一(yi)(yi)套命名(ming)并未被天文(wen)(wen)學家所認可。早期(qi)的(de)文(wen)(wen)獻中(zhong)多以(yi)位置(zhi)編號(hao)將“歐羅巴(ba)”稱(cheng)作“木(mu)(mu)衛(wei)二(er)”。1892年(nian)發現了木(mu)(mu)衛(wei)五,比(bi)之前(qian)已知的(de)所有木(mu)(mu)星(xing)衛(wei)星(xing)都(dou)更(geng)靠(kao)內。1979年(nian)旅行者號(hao)探測器又發現了三(san)顆內側衛(wei)星(xing),至(zhi)此,“歐羅巴(ba)”的(de)位置(zhi)排到了第(di)六。盡管(guan)如此,編號(hao)名(ming)仍然承(cheng)襲下(xia)來,并偶有使用(yong)中(zhong)文(wen)(wen)因對(dui)音(yin)等問題(ti),亦通行以(yi)“木(mu)(mu)衛(wei)二(er)”指(zhi)稱(cheng)“Europa”。

特征

組成

木衛二與木衛一的組成與類地行星相似:主要由硅酸鹽巖石組成。但(dan)是與木衛(wei)(wei)一(yi)(yi)(yi)不(bu)同,木衛(wei)(wei)二有(you)一(yi)(yi)(yi)個(ge)薄薄的(de)(de)(de)冰外殼。從伽利略號(hao)發(fa)回的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)表(biao)明木衛(wei)(wei)二有(you)內部(bu)分層結(jie)構,并可能有(you)一(yi)(yi)(yi)個(ge)小型金屬(shu)內核。但(dan)是木衛(wei)(wei)二的(de)(de)(de)表(biao)面不(bu)像一(yi)(yi)(yi)個(ge)內層太陽系的(de)(de)(de)東(dong)西(xi),它極(ji)度的(de)(de)(de)光滑(hua):只能看到極(ji)少的(de)(de)(de)數(shu)百米(mi)高的(de)(de)(de)地形。凸出的(de)(de)(de)記號(hao)看來只是反(fan)照率(lv)特性或是一(yi)(yi)(yi)些(xie)不(bu)大(da)的(de)(de)(de)起伏。

外觀

木衛二的表面照片與地球海洋上的冰的照片相似。這可能是(shi)因為(wei)木衛二表面的冰以下有一(yi)層液態的水,或(huo)許有50千米深,由引潮力帶來的熱(re)量(liang)保(bao)持液態。若假設成(cheng)立,這將是(shi)除地(di)球之外,太陽系中唯一(yi)一(yi)個(ge)有大量(liang)的液態水存在的地(di)方。

木衛二最(zui)醒目的外觀是(shi)遍布全(quan)球的一串(chuan)串(chuan)十字條紋。較大的一個向外擴(kuo)散到淡色(se)物質地(di)帶,長近20千米(mi)。最(zui)近的有關它們(men)的起源理(li)論(lun)是(shi):它們(men)由一連串(chuan)火山噴出物或噴泉產生。

來(lai)自伽利略(lve)號兩次接近(jin)木衛二(er)發(fa)回的圖片(pian)看(kan)來(lai)驗證了早期的理論:木衛二(er)上的環形(xing)山很(hen)少,只發(fa)現(xian)三個直徑大于5千米的環形(xing)山。這(zhe)表明它有(you)一(yi)(yi)(yi)個年輕又活(huo)躍的表面(mian)。然而,旅行者(zhe)號做(zuo)了一(yi)(yi)(yi)小(xiao)部分的表面(mian)高清(qing)晰度地圖,木衛二(er)的表面(mian)精確(que)(que)年齡(ling)是一(yi)(yi)(yi)個懸而未決問題。但一(yi)(yi)(yi)些活(huo)動很(hen)顯然正在發(fa)生(sheng),有(you)些區(qu)域看(kan)來(lai)很(hen)像春天到來(lai)時(shi)兩極海(hai)洋(yang)處冰塊融化(hua)的情景。木衛二(er)表面(mian)和內部的確(que)(que)切性質還不很(hen)清(qing)楚,但有(you)一(yi)(yi)(yi)個表面(mian)“海(hai)洋(yang)”的確(que)(que)切證據。

木(mu)衛二(er)是太陽系中(zhong)另一(yi)顆與(yu)眾(zhong)不同的(de)衛星(xing)。木(mu)衛二(er)是太陽系中(zhong)最(zui)(zui)明亮的(de)一(yi)顆衛星(xing),它(ta)之所以(yi)顯得(de)如此明亮是由于它(ta)表面有(you)一(yi)層厚厚的(de)冰(bing)殼,這(zhe)(zhe)層冰(bing)殼上布滿了隕石撞擊坑和縱(zong)橫交錯(cuo)的(de)條(tiao)紋。木(mu)衛二(er)的(de)內(nei)部很可(ke)能(neng)是非常活躍的(de),在冰(bing)殼下(xia)面很可(ke)能(neng)隱藏了一(yi)個(ge)太陽系中(zhong)最(zui)(zui)大(da)的(de)液(ye)態水海洋,這(zhe)(zhe)個(ge)海洋中(zhong)極有(you)可(ke)能(neng)存(cun)在著生(sheng)命。

大氣

1994年(nian),哈(ha)勃(bo)空間望遠鏡的(de)Goddard高解釋度光譜儀觀(guan)測(ce)到,木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二的(de)表(biao)(biao)面包裹著一層主要由(you)氧構成(cheng)的(de)極其(qi)稀薄的(de)大氣(qi)(qi)(1地(di)表(biao)(biao)氣(qi)(qi)壓(ya)約1微帕)。在已知的(de)太陽系(xi)的(de)所有衛(wei)(wei)(wei)星(xing)當中(zhong)(zhong)(zhong)只有七顆具有大氣(qi)(qi)層(其(qi)他六星(xing)為(wei)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)一、木(mu)衛(wei)(wei)(wei)四、土衛(wei)(wei)(wei)二、木(mu)衛(wei)(wei)(wei)三、土衛(wei)(wei)(wei)六和海衛(wei)(wei)(wei)一)與地(di)球不同,木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二大氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)氧是(shi)非(fei)生物來源的(de)。很可能是(shi)帶電粒(li)子(zi)的(de)撞擊和陽光中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)紫外線線的(de)照射(she)使(shi)木(mu)衛(wei)(wei)(wei)二表(biao)(biao)面冰層中(zhong)(zhong)(zhong)部(bu)分水分子(zi)分解成(cheng)氧和氫(qing),氫(qing)因原子(zi)量低而逃逸,原子(zi)量相對較高的(de)氧則被保留(liu)下來。

軌道

木(mu)衛二(er)與(yu)木(mu)星之間(jian)(jian)的(de)平均距離為670,900千米,公(gong)轉一周只須三天半的(de)時間(jian)(jian)。它(ta)的(de)軌道(dao)十分接近正圓,偏心率僅0.009。跟其(qi)他的(de)伽利(li)略衛星一樣,木(mu)衛二(er)也被潮汐鎖(suo)定,因(yin)而有一個半球永遠朝向木(mu)星。由木(mu)星和其(qi)他衛星不同方向的(de)重力牽引所(suo)轉化成的(de)熱(re)和能量為有可(ke)能發生的(de),冰層內部(bu)液化成海洋(yang),以及(ji)驅動表層下的(de)地質(zhi)運動提供了必(bi)要的(de)條(tiao)件。

地質結構

木(mu)(mu)衛二的(de)主(zhu)體(ti)構成(cheng)(cheng)與類地行(xing)星(xing)相似,即(ji)主(zhu)要由硅酸鹽巖石構成(cheng)(cheng)。它的(de)表面由水覆蓋,據推測厚可達上(shang)百千米(上(shang)層(ceng)為凍結的(de)冰(bing)殼(ke),冰(bing)殼(ke)下(xia)(xia)是液態的(de)海(hai)洋),1995到2003年(nian)期間(jian)環繞木(mu)(mu)星(xing)進(jin)行(xing)科學考查的(de)伽利(li)略號飛(fei)船所采集到的(de)磁(ci)場數據表明(ming),木(mu)(mu)衛二在(zai)木(mu)(mu)星(xing)磁(ci)場的(de)影響下(xia)(xia)自身能夠產生一個(ge)感應磁(ci)場,這一發現暗示(shi)著,其表層(ceng)內部很可能存在(zai)與咸水海(hai)洋相似的(de)傳導層(ceng),木(mu)(mu)衛二可能還有(you)一個(ge)金屬性的(de)鐵(tie)核。

表面特征

木衛二的表面大體光滑,很少有超過幾百米的起伏,不過在某些地區也可以觀測到接近(jin)一(yi)公里的(de)(de)落差。木(mu)衛(wei)(wei)二是(shi)太陽系中最光滑(hua)的(de)(de)天體。它(ta)那些顯眼的(de)(de)縱橫交錯的(de)(de)紋路,也就是(shi)所謂(wei)的(de)(de)返(fan)照特色,是(shi)由低(di)淺的(de)(de)地形所造成。由于撞擊坑(keng)非常少,木(mu)衛(wei)(wei)二是(shi)返(fan)照率最高的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)之一(yi)。這也暗示了它(ta)的(de)(de)表面是(shi)相當“年(nian)輕(qing)”和“活躍”的(de)(de);基(ji)于對木(mu)衛(wei)(wei)二可能經受(shou)的(de)(de)彗星(xing)撞擊頻度的(de)(de)估(gu)算,它(ta)的(de)(de)“表面”年(nian)齡大概(gai)在2千萬到1億八千萬年(nian)之間。

木衛二表面最突出的特征就是那些張牙舞爪地布滿整個星球的暗色條紋。近距離觀測表明,條紋兩側的板塊有相向移動的現象。大一點的條紋橫向跨度可達20公里,可以觀察到這些寬條紋的深色部分和板塊外緣有模糊過渡。規則的紋路,以及寬條紋夾有淺色的細紋,這些形態很可能是由表層冰殼開裂較溫暖的下層物質暴露而引起的冰火山噴發或間歇泉所造成。這與在地球上的海脊有著相似的效果。據推想,大部分的裂痕是由木星所施加的強大(da)的(de)潮(chao)汐(xi)(xi)壓力(li)(li)所造成(cheng);由于(yu)(yu)木(mu)(mu)衛二(er)(er)(er)已被潮(chao)汐(xi)(xi)鎖定(ding)(ding),它總是保持一個(ge)(ge)方(fang)向對著木(mu)(mu)星,固定(ding)(ding)的(de)壓力(li)(li)模式應該可以形成(cheng)特定(ding)(ding)的(de)可預測(ce)的(de)破(po)例式樣。然而(er)在(zai)木(mu)(mu)衛二(er)(er)(er)表面上只有(you)新近(jin)出現的(de)裂(lie)痕(hen)才符合預測(ce)的(de)式樣,其他的(de)裂(lie)痕(hen)可以向各個(ge)(ge)方(fang)向延伸,年代(dai)越久遠的(de)就越是如此。一個(ge)(ge)較合邏輯的(de)解釋是,木(mu)(mu)衛二(er)(er)(er)其表層(ceng)(ceng)的(de)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)速度要略快于(yu)(yu)其內部(bu),冰面下的(de)海洋將外殼與更下層(ceng)(ceng)的(de)地幔分隔開,冰殼在(zai)木(mu)(mu)星的(de)重(zhong)力(li)(li)牽扯下被撕裂(lie)。對比旅行者(zhe)號和伽利(li)略號拍攝的(de)照片可測(ce)算出,大(da)約每10,000年木(mu)(mu)衛二(er)(er)(er)的(de)外殼會比其內部(bu)多(duo)自(zi)轉(zhuan)(zhuan)一周(zhou)。

木衛二另(ling)一個顯著(zhu)的(de)(de)特(te)征就是(shi)(shi)(shi)(shi)遍布四野的(de)(de)或(huo)大或(huo)小或(huo)圓或(huo)橢的(de)(de)暗(an)(an)斑(ban)(ban)(ban),拉丁(ding)文作lenticulae,義為“雀斑(ban)(ban)(ban)”。這些暗(an)(an)斑(ban)(ban)(ban)有(you)的(de)(de)突起如穹(qiong)有(you)的(de)(de)凹陷(xian)如坑有(you)的(de)(de)平(ping)坦如鏡,也有(you)的(de)(de)紋理紛(fen)糅(rou)粗糙(cao)。突起的(de)(de)小丘(qiu)多頂部平(ping)整,顯見著(zhu)原本是(shi)(shi)(shi)(shi)與周遭的(de)(de)平(ping)原一體,受推擠(ji)上抬而(er)形(xing)成(cheng)。據推想,暗(an)(an)斑(ban)(ban)(ban)的(de)(de)形(xing)成(cheng)是(shi)(shi)(shi)(shi)下層溫度較高(gao)的(de)(de)“暖冰(bing)”在透(tou)刺(diapir)作用下向上涌升而(er)穿透(tou)表(biao)(biao)層的(de)(de)“寒冰(bing)”所(suo)致,其運動機理與(地球(qiu))地殼(ke)內部的(de)(de)熔巖(yan)窨(magma chamber)相似。光滑(hua)的(de)(de)暗(an)(an)斑(ban)(ban)(ban)是(shi)(shi)(shi)(shi)“暖冰(bing)”沖破表(biao)(biao)殼(ke)時有(you)融水滲出所(suo)造成(cheng),那(nei)些粗糙(cao)雜(za)錯的(de)(de)斑(ban)(ban)(ban)痕(又被(bei)稱(cheng)作“混沌”(chaos)區域,如康納馬(ma)拉混沌)是(shi)(shi)(shi)(shi)由大量細(xi)小的(de)(de)表(biao)(biao)殼(ke)碎片鑲嵌(qian)在暗(an)(an)色的(de)(de)圓丘(qiu)中(zhong)所(suo)構成(cheng),就像是(shi)(shi)(shi)(shi)極地海洋中(zhong)漂浮的(de)(de)冰(bing)山(shan)(地球(qiu))。

冰下海洋

木衛二的表面溫度在赤道地區平均為110K(-163℃),兩極更低,只有50K(-223℃),所(suo)以(yi)表(biao)面(mian)的(de)(de)水是永(yong)久凍(dong)結的(de)(de)。但是潮汐力(li)所(suo)提(ti)供(gong)的(de)(de)熱能可能會使表(biao)面(mian)冰層以(yi)下(xia)的(de)(de)水保持(chi)液態。這(zhe)個猜想最(zui)初由針對潮汐熱的(de)(de)一系列推測所(suo)引發(略為偏(pian)心的(de)(de)軌道和木衛(wei)二與其他伽利略衛(wei)星之間的(de)(de)軌道共振(zhen)所(suo)產生的(de)(de)后果)。

據推測(ce)木衛(wei)(wei)二(er)的(de)(de)地形特征意味著冰下海洋的(de)(de)存在。有(you)學(xue)(xue)者(zhe)將(jiang)木衛(wei)(wei)二(er)表面(mian)極富特色的(de)(de)混(hun)亂地帶解(jie)釋(shi)為下層海水滲出地表而造(zao)成。但是這一解(jie)釋(shi)爭議極大(da),多(duo)數對木衛(wei)(wei)二(er)進行研究的(de)(de)地質學(xue)(xue)家更傾向于支持一個被稱作“厚(hou)冰”模型的(de)(de)理論(lun),他們認為即(ji)便存在這樣的(de)(de)海洋,也(ye)幾乎不可能(neng)對表面(mian)造(zao)成直接(jie)的(de)(de)影響(xiang)。對冰殼厚(hou)度的(de)(de)估算也(ye)存在相當大(da)的(de)(de)分歧,有(you)認為是幾千(qian)(qian)米的(de)(de),也(ye)有(you)認為是數十千(qian)(qian)米的(de)(de)。

如(ru)果身處木星的(de)(de)衛星木衛二,可以(yi)看(kan)到(dao)高達200千米的(de)(de)壯(zhuang)觀噴泉。這(zhe)可能是(shi)(shi)木衛二冰(bing)凍(dong)表面下(xia)隱藏著(zhu)一個巨大海洋(yang)的(de)(de)最(zui)好證據(ju)。美國(guo)和(he)德國(guo)研究(jiu)人(ren)員(yuan)2013年12月12日在《科學》雜志上報告說,他們利用哈勃(bo)太空望(wang)遠鏡于2012年11月和(he)12月以(yi)及1999年所拍攝的(de)(de)圖像,確定在木衛二南半球(qiu)的(de)(de)兩個不(bu)同區域有(you)著(zhu)過多的(de)(de)氫和(he)氧,而解釋只(zhi)有(you)一個,那就(jiu)是(shi)(shi)這(zhe)些氫和(he)氧是(shi)(shi)從木衛二噴射出來的(de)(de)水被電解而來。

木衛二上的噴泉間歇性地噴發,每次噴發時間約7小時。由于這種現象在木衛(wei)(wei)二(er)距離(li)木(mu)(mu)星(xing)(xing)最遠處出現,在最接近木(mu)(mu)星(xing)(xing)時(shi)消失,研(yan)究(jiu)人員(yuan)推測,木(mu)(mu)星(xing)(xing)對木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)潮汐引力發(fa)揮了重(zhong)要(yao)作用,它可能導致木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)表(biao)(biao)面冰層(ceng)在最遠點(dian)時(shi)出現裂縫,而噴泉就從這(zhe)些裂縫中噴射而出,當到(dao)達木(mu)(mu)星(xing)(xing)近點(dian),這(zhe)些裂縫則(ze)逐漸閉合。噴泉的(de)出現說明木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)冰凍(dong)表(biao)(biao)層(ceng)的(de)部(bu)分區(qu)域(yu)可能很容易被(bei)內(nei)部(bu)的(de)海(hai)洋“突破”,而這(zhe)對將(jiang)(jiang)來探(tan)索木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)是否宜居具有重(zhong)要(yao)意(yi)義。因(yin)為這(zhe)種間歇性的(de)噴泉會將(jiang)(jiang)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)表(biao)(biao)面和深(shen)層(ceng)的(de)物質噴向高空(kong),將(jiang)(jiang)來研(yan)究(jiu)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)成分就無(wu)需在冰層(ceng)上(shang)鉆孔。

木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)噴泉(quan)可能類似于土星的(de)(de)衛(wei)(wei)星土衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)噴泉(quan),土衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)噴泉(quan)是(shi)(shi)從非常(chang)狹(xia)窄的(de)(de)裂隙(xi)中(zhong)逃(tao)逸出(chu)的(de)(de)高(gao)壓水汽排放所(suo)致(zhi)。不過(guo)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)上(shang)的(de)(de)重力比土衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)大12倍,因而(er)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)的(de)(de)噴泉(quan)不會像土衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)那樣(yang)大部分(fen)逃(tao)逸到太空(kong)中(zhong),而(er)是(shi)(shi)噴發到201千米的(de)(de)高(gao)度時落(luo)回木(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)表面(mian)。

長久以來,許多(duo)科(ke)學(xue)家認為木衛(wei)(wei)二是太陽系中除(chu)地球外最(zui)有(you)可(ke)能存(cun)(cun)在生(sheng)命的(de)(de)星球,這(zhe)(zhe)是因(yin)為在木衛(wei)(wei)二表(biao)面冰層下隱藏(zang)著(zhu)一個巨大海洋,而有(you)液態水就(jiu)有(you)可(ke)能存(cun)(cun)在生(sheng)命。美國航天局2013年12月11日還(huan)宣布,在木衛(wei)(wei)二表(biao)面首(shou)次發現了黏土型礦物(wu),這(zhe)(zhe)意味著(zhu)木衛(wei)(wei)二可(ke)能存(cun)(cun)在對形成生(sheng)命至(zhi)關重要的(de)(de)有(you)機(ji)物(wu)。

撞擊坑

木(mu)衛二表面(mian)為數不多的(de)(de)幾個(ge)大(da)形的(de)(de)撞擊坑就(jiu)是(shi)支持“厚冰”模型的(de)(de)最佳證據(ju)。最大(da)的(de)(de)一個(ge)撞擊坑被若干(gan)同心圓圈(quan)所(suo)(suo)環繞(rao),坑內(nei)被新鮮(xian)的(de)(de)冰填充得(de)相當(dang)平(ping)整(zheng)。以此為基礎再(zai)結合對潮汐力(li)所(suo)(suo)生成的(de)(de)熱(re)能的(de)(de)估算,所(suo)(suo)推測(ce)出(chu)冰殼厚度(du)在10到30千米(mi)之間(jian),這就(jiu)意味著冰下(xia)的(de)(de)海洋可能深達100千米(mi)。

伽利略號軌(gui)道飛行器還觀(guan)測(ce)到(dao),木衛(wei)二在通過木星巨大(da)的(de)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)時(shi)自身(shen)會產生一(yi)個(ge)強度呈周期(qi)性(xing)變(bian)化的(de)弱(ruo)磁場(chang)(chang)(chang)(chang)(其強度與木衛(wei)四接(jie)近,約為木衛(wei)三磁場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)四分之一(yi))。有猜測(ce)認為,冰下咸水海(hai)洋(yang)中(zhong)的(de)極性(xing)離子是(shi)該磁場(chang)(chang)(chang)(chang)的(de)成因。另有光譜分析的(de)證據表(biao)明,木衛(wei)二表(biao)面裂痕中(zhong)微顯淡紅色(se)的(de)物(wu)質(zhi)有可能是(shi)從冰下滲(shen)出的(de)海(hai)水揮發后沉積下來(lai)的(de)鹽(比(bi)如(ru)硫(liu)酸鎂),硫(liu)化氫也是(shi)這(zhe)一(yi)現象的(de)一(yi)個(ge)合(he)理的(de)解(jie)釋(shi)。但是(shi),由于這(zhe)兩(liang)種物(wu)質(zhi)的(de)純凈物(wu)都是(shi)無(wu)色(se)或白色(se)的(de),別的(de)一(yi)些物(wu)質(zhi)也被用(yong)于解(jie)釋(shi)淡紅色(se)的(de)成因,比(bi)如(ru)含有硫(liu)磺的(de)混(hun)合(he)物(wu)等(deng)。

冰火山

木(mu)衛(wei)(wei)二的(de)(de)質量(liang)太小(xiao),以至于木(mu)星(xing)的(de)(de)其他衛(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)引(yin)力嚴(yan)重(zhong)影響到它(ta)。在木(mu)星(xing)和(he)木(mu)星(xing)其他衛(wei)(wei)星(xing)的(de)(de)引(yin)力牽引(yin)下(xia),在木(mu)衛(wei)(wei)二上出現了潮汐摩擦(ca)力,使木(mu)衛(wei)(wei)二升溫,從(cong)而使冰和(he)液態水從(cong)木(mu)衛(wei)(wei)二表面噴發(fa),場面非常(chang)壯觀(guan)。就像地球上的(de)(de)火山那樣,只不過,木(mu)衛(wei)(wei)二上的(de)(de)冰火山噴發(fa)的(de)(de)是冰和(he)液態水。

冰川

木(mu)(mu)星的(de)(de)(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星上(shang)有火山(shan),而(er)(er)第(di)二(er)(er)(er)顆衛(wei)(wei)(wei)(wei)星木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)上(shang)卻有冰(bing)(bing)川,與木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)一(yi)(yi)截然相(xiang)反,這使(shi)科(ke)學(xue)家們(men)(men)感到困惑(huo)不(bu)解。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)是(shi)(shi)一(yi)(yi)個寧靜的(de)(de)(de)(de)(de)世界(jie)。它的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)勢非(fei)常平(ping)坦,最(zui)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)丘陵才50米。它的(de)(de)(de)(de)(de)表面覆蓋著一(yi)(yi)層(ceng)晶瑩剔透(tou)的(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)(bing)層(ceng)。科(ke)學(xue)家收到了(le)宇宙探測器“旅(lv)行者(zhe)”2號發回的(de)(de)(de)(de)(de)照片,通過研(yan)究,推測木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)有一(yi)(yi)個帶(dai)冰(bing)(bing)殼的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)體核(he)(he)心,而(er)(er)且在(zai)冰(bing)(bing)殼和核(he)(he)心之間(jian),可(ke)能(neng)有一(yi)(yi)層(ceng)液態(tai)水。正是(shi)(shi)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)構造,形成了(le)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)平(ping)坦的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)形,并(bing)使(shi)它承(cheng)受(shou)了(le)隕石以及小行星的(de)(de)(de)(de)(de)撞擊而(er)(er)不(bu)變(bian)形。天文學(xue)家史蒂文森等人(ren)計(ji)算了(le)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)的(de)(de)(de)(de)(de)熱耗(hao)散,證實(shi)(shi)在(zai)核(he)(he)心和冰(bing)(bing)殼之間(jian)確實(shi)(shi)存在(zai)一(yi)(yi)個液態(tai)水層(ceng)。他們(men)(men)通過幾種不(bu)同模式的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)驗,得出了(le)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)(wei)二(er)(er)(er)在(zai)25千米深的(de)(de)(de)(de)(de)冰(bing)(bing)層(ceng)下,存在(zai)著一(yi)(yi)個地(di)下海洋的(de)(de)(de)(de)(de)結論。

海洋

美國(guo)航宇(yu)局(ju)伽利略(lve)號木星探測(ce)器最(zui)新發(fa)回的(de)(de)圖像表(biao)明,木星的(de)(de)衛星木星二上(shang)有大量的(de)(de)液態水,它(ta)表(biao)面上(shang)的(de)(de)冰幔只有1~2公里(li)厚,并有內部火山熱源存在。這是迄(qi)今為止關于某個地外天體上(shang)有液態水存在的(de)(de)最(zui)強有力的(de)(de)證據,也增大了(le)(le)人(ren)們搜(sou)尋(xun)到地外生(sheng)命的(de)(de)可能性。如果木衛二真如科(ke)學家們設想的(de)(de)那樣(yang)還(huan)存在著有機化(hua)合物,那么它(ta)就滿足了(le)(le)生(sheng)命存在的(de)(de)條件。

伽(jia)利(li)略探測(ce)器在離(li)木衛二(er)僅586公(gong)里(li)處飛過(guo)時拍攝的(de)(de)照片顯示,似乎有是(shi)一些(xie)冰(bing)山(shan)漂浮(fu)在被冰(bing)覆(fu)蓋的(de)(de)海面(mian)上。這些(xie)冰(bing)山(shan)最(zui)大的(de)(de)有13公(gong)里(li)寬,可(ke)以明顯地(di)(di)看出(chu)是(shi)從帶溝槽的(de)(de)地(di)(di)帶上斷裂下來的(de)(de)。科學(xue)家們(men)對(dui)于照片上的(de)(de)特征與(yu)地(di)(di)球(qiu)北(bei)極(ji)區照片的(de)(de)相(xiang)似程(cheng)度(du)感到吃(chi)驚(jing)。伽(jia)利(li)略早先發回的(de)(de)圖像曾(ceng)表明木衛二(er)有表面(mian)運(yun)動現象(xiang),但運(yun)動特征的(de)(de)尺度(du)約(yue)有80公(gong)里(li),可(ke)能歸(gui)結于無液體參與(yu)的(de)(de)板塊運(yun)動。這次發現的(de)(de)冰(bing)山(shan)是(shi)漂浮(fu)在液體上,而(er)不(bu)是(shi)在具有可(ke)延性的(de)(de)地(di)(di)幔上。

從冰(bing)山(shan)投下(xia)的陰(yin)影(ying)可以算出它們比周圍的冰(bing)海高出100~200米。假定同地球上一樣(yang),冰(bing)的密度比液態水低約(yue)10%,那么(me)冰(bing)山(shan)約(yue)90%的部(bu)分應在(zai)冰(bing)面以下(xia)。這就是說(shuo),冰(bing)山(shan)的厚度應在(zai)1~2公里。

在照片(pian)上這(zhe)片(pian)凍(dong)結的(de)(de)(de)(de)(de)海面(mian)上只找到(dao)了兩(liang)處(chu)撞擊(ji)(ji)坑,說明(ming)這(zhe)里的(de)(de)(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)年(nian)代可能還(huan)不到(dao)100萬年(nian)。這(zhe)增加了這(zhe)片(pian)區(qu)域是(shi)新(xin)形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)、還(huan)存在液(ye)態(tai)水的(de)(de)(de)(de)(de)可能性,而且這(zhe)種現(xian)象(xiang)在木(mu)衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)(de)其它地方(fang)可能也存在。新(xin)發現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)證據表(biao)明(ming),木(mu)衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)(de)(de)整個表(biao)面(mian)年(nian)輕幾個數量(liang)級。估計是(shi)利用分(fen)辨(bian)率不足1公里的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)范圍圖像(xiang),根(gen)據大(da)型撞擊(ji)(ji)坑(直(zhi)徑(jing)約(yue)10公里左右(you))的(de)(de)(de)(de)(de)數目做(zuo)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de),但(dan)某(mou)些(xie)這(zhe)種“撞擊(ji)(ji)”坑的(de)(de)(de)(de)(de)近視(shi)圖像(xiang)顯示(shi)它們實際上是(shi)由木(mu)衛(wei)二(er)內部現(xian)象(xiang)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)再造(zao)過程形(xing)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)。例如,在70米分(fen)辨(bian)率的(de)(de)(de)(de)(de)近視(shi)圖像(xiang)上看得很(hen)清(qing)楚的(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個多邊形(xing)凹(ao)陷(xian)在大(da)范圍圖像(xiang)上就(jiu)被錯認為是(shi)一(yi)處(chu)撞擊(ji)(ji)坑。

高分(fen)辨率還使(shi)(shi)得研究人員能夠數出數量較多(duo)的小型(xing)撞擊(ji)坑(keng)(直(zhi)徑0.1~1公里)的數目,這些數據使(shi)(shi)撞擊(ji)坑(keng)尺(chi)寸/密度分(fen)布比按10億年表面壽命估計的數值低(di)3個數量級。這意味著該衛(wei)星的某些區域比原來(lai)估計的年齡(ling)低(di)1000倍。要(yao)把撞擊(ji)坑(keng)數目轉化(hua)為木(mu)星表面年齡(ling)數據不是件容(rong)易的事(shi),原因是人們(men)對(dui)木(mu)星附近(jin)流星通過量的了(le)解(jie)不像對(dui)地(di)球附近(jin)那(nei)樣充分(fen)。

地下鹽湖

美(mei)國(guo)宇航(hang)局發現在木(mu)星(xing)的(de)衛星(xing)——木(mu)衛二的(de)冰層下方存在一個巨大(da)的(de)咸水(shui)湖泊,其(qi)水(shui)量大(da)致(zhi)相當于北美(mei)地區(qu)著(zhu)名的(de)五(wu)大(da)湖的(de)水(shui)量總(zong)和。

這個(ge)新發(fa)現(xian)的湖泊(bo)位于(yu)木衛(wei)二的地(di)表冰層下方大約3公里處,它代表了太(tai)陽(yang)系中(zhong)人類發(fa)現(xian)的最新一(yi)處潛在的生命孕(yun)育所,同時也被認(ren)為是(shi)除了地(di)球之外太(tai)陽(yang)系中(zhong)最適(shi)合(he)生命生存的環境之一(yi)。

科(ke)學家利(li)(li)(li)用伽(jia)利(li)(li)(li)略號探測器拍攝的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)與地(di)球上高緯(wei)度(du)冰(bing)(bing)山(shan)漂浮(fu)地(di)區(qu)和冰(bing)(bing)蓋地(di)區(qu)圖(tu)像(xiang)進行對比分析,初步證實(shi)“混雜地(di)貌”(由伽(jia)利(li)(li)(li)略號探測器所拍攝的(de)(de)(de)圖(tu)像(xiang)上那些(xie)曾經讓(rang)人困(kun)惑的(de)(de)(de)兩個大致呈現(xian)(xian)圓形(xing),似乎崎嶇不(bu)平的(de)(de)(de)區(qu)域)是漂浮(fu)的(de)(de)(de)冰(bing)(bing)山(shan)相互碰撞形(xing)成的(de)(de)(de)無規則聚合體,但是要(yao)想進一步確(que)認這一發現(xian)(xian),科(ke)學家們還需(xu)要(yao)更加詳(xiang)盡(jin)的(de)(de)(de)數據,這就需(xu)要(yao)借助攜帶有能夠(gou)穿透冰(bing)(bing)層雷達(da)的(de)(de)(de)探測器進行近距離觀察。美國宇(yu)航局正(zheng)在考(kao)慮(lv)在2022年之前發射一艘這樣的(de)(de)(de)飛船(chuan),攜帶專門設(she)備抵近木衛二(er)展(zhan)開考(kao)察。

木衛(wei)二的冰(bing)層(ceng)下方(fang)可(ke)能(neng)(neng)還存在更多其它未被發現的湖(hu)泊。考慮到這些(xie)(xie)冰(bing)下湖(hu)的上(shang)覆冰(bing)層(ceng)在某些(xie)(xie)地區可(ke)能(neng)(neng)比較(jiao)薄,厚度僅有數十(shi)米(mi),這就為未來探(tan)尋這些(xie)(xie)湖(hu)泊中潛在的生(sheng)命跡象(xiang)提供了很大(da)的便利。這種(zhong)較(jiao)小(xiao)的冰(bing)層(ceng)厚度可(ke)能(neng)(neng)意味(wei)著(zhu)未來或許將有更多的機會可(ke)以在這里著(zhu)陸,并獲得來自(zi)這些(xie)(xie)冰(bing)下湖(hu)的沉積取樣(yang)用(yong)以研究。

光滑解釋

木(mu)(mu)衛(wei)二是(shi)(shi)不是(shi)(shi)像木(mu)(mu)衛(wei)一(yi)一(yi)般被引潮力“摩擦”加(jia)熱?多少程度(du)?是(shi)(shi)不是(shi)(shi)在(zai)冰下隱藏了(le)(le)什么火(huo)山作用呢?據英(ying)國有關(guan)媒(mei)體報道稱,為了(le)(le)更(geng)深入地(di)研(yan)究這(zhe)顆木(mu)(mu)星的(de)(de)天(tian)然衛(wei)星,科(ke)學(xue)(xue)家們(men)還計劃發射(she)探測器(qi)前往(wang)木(mu)(mu)衛(wei)二進行近(jin)距離觀測研(yan)究。科(ke)學(xue)(xue)家們(men)之所(suo)以(yi)對木(mu)(mu)衛(wei)二存在(zai)著濃厚的(de)(de)研(yan)究興趣,是(shi)(shi)因為他們(men)認為木(mu)(mu)衛(wei)二厚密的(de)(de)冰層底下存在(zai)著大量(liang)的(de)(de)液態水。美(mei)國科(ke)學(xue)(xue)家們(men)繪制出的(de)(de)這(zhe)張木(mu)(mu)衛(wei)二地(di)質圖將幫(bang)助科(ke)學(xue)(xue)家們(men)更(geng)多地(di)了(le)(le)解這(zhe)顆衛(wei)星的(de)(de)地(di)質演(yan)化(hua)史和(he)確定今后對其進行深入研(yan)究的(de)(de)基本方(fang)向。這(zhe)張地(di)質圖是(shi)(shi)科(ke)學(xue)(xue)家們(men)依據“伽利略”號和(he)“旅行者2號”探測器(qi)獲(huo)取的(de)(de)資料繪制的(de)(de)。

眾所周知,1998年-2003年,“伽利略”號和“旅(lv)行者2號“分別對木星(xing)及其(qi)衛星(xing)進行了較(jiao)近距離的探測研究(jiu)。根(gen)據獲取的資(zi)(zi)料科(ke)學(xue)(xue)家們(men)推斷稱,木衛二表(biao)面(mian)的地(di)質歷史(shi)相對年輕但富于變化,同時木衛二上很(hen)少有火山活(huo)動。它上面(mian)存在的諸多巨型裂谷很(hen)可(ke)能是木星(xing)強大的引力(li)所致(zhi)。據亞利桑那大學(xue)(xue)行星(xing)地(di)質學(xue)(xue)教研室(shi)主(zhu)任勞恩-格里利表(biao)示,繪制(zhi)木衛二地(di)質圖最大的困難(nan)在于科(ke)學(xue)(xue)家們(men)是否信任探測器發回的有關探測資(zi)(zi)料。

“旅行(xing)者-2”號探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)所拍攝(she)的(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二表面照(zhao)片清(qing)晰(xi)度為每像(xiang)素2公(gong)里。而“伽利略”號在(zai)圍繞木(mu)(mu)星及其衛(wei)(wei)(wei)星飛(fei)行(xing)時(shi)所拍攝(she)的(de)(de)照(zhao)片清(qing)晰(xi)度可(ke)達(da)每像(xiang)素12.6-0.23公(gong)里。在(zai)繪制這張木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二地(di)質圖時(shi)科學家(jia)(jia)們綜合(he)了這兩枚(mei)探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)提供的(de)(de)數據(ju)資料(liao)。認為木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二上(shang)(shang)存在(zai)有(you)(you)關(guan)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)的(de)(de)科學家(jia)(jia)們還(huan)(huan)持有(you)(you)這樣的(de)(de)觀點,木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二擁有(you)(you)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)誕生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)所必需的(de)(de)一(yi)切條(tiao)件,那(nei)就是(shi)它上(shang)(shang)面存在(zai)著液態水(shui)、豐富的(de)(de)能(neng)源(yuan)(主要指木(mu)(mu)星的(de)(de)強大引力)和(he)有(you)(you)機(ji)化(hua)合(he)物。如(ru)(ru)果木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二上(shang)(shang)真存在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)命(ming),那(nei)么(me)這些(xie)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)命(ming)將類似(si)于(yu)地(di)球(qiu)深(shen)海熱水(shui)條(tiao)件下生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)存的(de)(de)有(you)(you)機(ji)體。2015年(nian)后科學家(jia)(jia)們將向(xiang)木(mu)(mu)星及其衛(wei)(wei)(wei)星發(fa)(fa)射一(yi)枚(mei)專門(men)的(de)(de)探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)。勞恩-格里利和(he)來(lai)自(zi)美國局噴(pen)氣(qi)推進(jin)實驗(yan)室的(de)(de)羅(luo)伯特-帕帕拉爾多將率領(ling)數十名天(tian)文(wen)專家(jia)(jia)來(lai)研究如(ru)(ru)何(he)去探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)木(mu)(mu)星系統,包括探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi)沿(yan)怎樣的(de)(de)飛(fei)行(xing)軌道(dao)飛(fei)行(xing)、將搭載哪些(xie)科研儀(yi)器(qi)和(he)設備等(deng)。科學家(jia)(jia)們還(huan)(huan)希望向(xiang)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二發(fa)(fa)射一(yi)枚(mei)配備有(you)(you)機(ji)器(qi)人的(de)(de)探(tan)(tan)測(ce)(ce)(ce)器(qi),以(yi)便于(yu)能(neng)夠深(shen)入木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二冰層以(yi)下研究其地(di)下水(shui)。不過,這一(yi)想法實施起來(lai)非常困難,因(yin)為木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二表面覆(fu)蓋的(de)(de)冰層可(ke)能(neng)達(da)20公(gong)里厚。

據英國(guo)科(ke)學家們約翰-扎爾(er)涅(nie)茨基稱,欲研究木衛二必須得先(xian)發射(she)軌道探(tan)測器以探(tan)知冰層以下到底是什么,然(ran)后再利用其它探(tan)測器去探(tan)個究竟(jing)。

木衛二表面以下發現液態水

科(ke)學(xue)家(jia)們發現(xian)木(mu)衛二(er)的(de)(de)極(ji)地旋轉軸偏(pian)移了近90度,像這(zhe)樣的(de)(de)極(ji)端變化表明在(zai)木(mu)星冰殼(ke)表面之(zhi)下(xia)蘊(yun)藏著液態海洋,這(zhe)將(jiang)進一步說明木(mu)衛二(er)很(hen)可能(neng)孕育著地外生命(ming)體。這(zhe)項研(yan)究是由卡內基研(yan)究所、月球和(he)行星研(yan)究協會和(he)加(jia)州大學(xue)圣克魯茲分校的(de)(de)科(ke)學(xue)家(jia)聯合負(fu)責的(de)(de),該研(yan)究報告(gao)發表在(zai)《自(zi)然》雜志上。

卡內基研究所地(di)磁部的伊薩姆氰(qing)禚蘇(su)亞馬是該(gai)聯合(he)研究小組成(cheng)員(yuan)之一(yi),他(ta)使用“航行者”號(hao)、“伽利(li)略”號(hao)和“新(xin)地(di)平線”號(hao)宇宙飛船拍(pai)攝的圖片繪制了木(mu)衛二(er)表面上(shang)直(zhi)徑(jing)超過500公里(li)的大型弧狀(zhuang)盆(pen)地(di)。據(ju)悉,木(mu)衛二(er)的半(ban)徑(jing)為1500公里(li),略微地(di)比月(yue)球要小一(yi)些。

通過對比木衛二極地(di)旋(xuan)(xuan)轉軸偏移施壓形成的盆地(di)斷裂地(di)形特征,研究人員測量極地(di)旋(xuan)(xuan)轉軸偏移了80多度,之前(qian)旋(xuan)(xuan)轉軸位于當前(qian)赤道旁(pang)10度左(zuo)右位置。

木(mu)(mu)衛(wei)二極(ji)(ji)地旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)猛烈的(de)偏移(yi)很(hen)可能是由于極(ji)(ji)地表面以下存在著厚(hou)厚(hou)的(de)冰(bing)層。馬特蘇亞馬說,“旋(xuan)轉(zhuan)體需要在最大(da)程度的(de)旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)變化基礎上尋求(qiu)穩(wen)定(ding)平衡。對(dui)于木(mu)(mu)衛(wei)二而言,其(qi)外殼(ke)的(de)厚(hou)度不一致將導致很(hen)大(da)程度上的(de)不平衡,因此木(mu)(mu)衛(wei)二在運行中(zhong)必須(xu)改(gai)變旋(xuan)轉(zhuan)軸(zhou)(zhou)尋求(qiu)新的(de)穩(wen)定(ding)狀態(tai)。”

像(xiang)這(zhe)(zhe)樣(yang)的變(bian)化被稱為(wei)“真實極(ji)地(di)偏(pian)移”,并不像(xiang)由(you)于板地(di)筑造學上(shang)的視覺漂移。在地(di)球、火星和土星的土衛二(er)上(shang)也存(cun)在著(zhu)真實極(ji)地(di)偏(pian)移。馬特蘇亞馬稱,我們(men)的研(yan)究(jiu)也將木衛二(er)列入其中,這(zhe)(zhe)說明我們(men)需要(yao)對這(zhe)(zhe)顆(ke)行星進行更多的重新(xin)定(ding)位研(yan)究(jiu)。

同時這(zhe)項研(yan)究暗示著(zhu)木衛二(er)(er)內部(bu)有液態(tai)水(shui)存(cun)在,科學家基于宇宙飛船拍攝的(de)照片曾猜測這(zhe)顆行星有廣闊的(de)地下(xia)海(hai)洋(yang)(yang),這(zhe)些照片揭示木衛二(er)(er)表面以(yi)下(xia)有斷裂的(de)冰表面。木衛二(er)(er)重力作(zuo)用形成(cheng)的(de)潮汐力可(ke)將地下(xia)冰殼海(hai)洋(yang)(yang)加熱(re)成(cheng)為熱(re)態(tai)水(shui),即使(shi)地下(xia)海(hai)洋(yang)(yang)切斷了太陽能來源(yuan),但是熱(re)量(liang)和液態(tai)水(shui)也有可(ke)以(yi)孕(yun)育生命(ming)。

木衛二可能存在魚類生命

2009年11月,美國亞利桑那大學科學家理查德-格林博格等人經研究發現,木衛二可能存在類似于魚類的生命如今許多(duo)(duo)科(ke)學(xue)家(jia)都相信,木(mu)衛二(er)表面沒有陸地,而在(zai)厚(hou)厚(hou)的(de)(de)冰層之(zhi)下存(cun)(cun)在(zai)著一個覆蓋全(quan)球的(de)(de)海(hai)洋(yang)(yang),海(hai)洋(yang)(yang)深度大約為(wei)160公里。格林博格的(de)(de)最新研究表明,木(mu)衛二(er)的(de)(de)海(hai)洋(yang)(yang)正在(zai)吸(xi)收(shou)大量的(de)(de)氧氣(qi),它所吸(xi)收(shou)的(de)(de)氧氣(qi)量比此前的(de)(de)模擬預測結(jie)果還(huan)要(yao)多(duo)(duo)得多(duo)(duo)。科(ke)學(xue)家(jia)認(ren)為(wei),這些氧氣(qi)足夠支(zhi)(zhi)持(chi)多(duo)(duo)種生命形態的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai),從理論上(shang)講(jiang),木(mu)衛二(er)海(hai)洋(yang)(yang)中(zhong)至(zhi)少應該存(cun)(cun)在(zai)300萬噸類(lei)魚生物。格林博格解釋(shi)說,“盡管目(mu)前還(huan)不能說那(nei)里肯定存(cun)(cun)在(zai)生命,但(dan)我們至(zhi)少知道那(nei)里的(de)(de)物理環境支(zhi)(zhi)持(chi)生命的(de)(de)存(cun)(cun)在(zai)。”

美國伍茲海爾深海生(sheng)態學家蒂莫西-尚(shang)克認(ren)(ren)為,木(mu)衛二的海底(di)環境與地(di)球海洋底(di)部的“熱液出口”具(ju)有(you)極大(da)的相似性(xing)。眾所周知(zhi),地(di)球海底(di)熱液出口處存在(zai)著許多生(sheng)命(ming)形態。因(yin)此尚(shang)克堅持(chi)認(ren)(ren)為,“如果木(mu)衛二上沒有(you)生(sheng)命(ming),那才是奇怪(guai)的事。”

探索發現

飛掠觀測

有(you)關木衛二的(de)(de)大多數(shu)知識都獲取自旅(lv)行者和伽利略兩次任務中的(de)(de)飛(fei)掠觀測(flyby)。

計劃一

雄心勃(bo)勃(bo)的木星(xing)軌道(dao)器計劃已于2005年(nian)取消,但是還有各種各樣針對(dui)木衛二的未來探(tan)索(suo)任務的議案(an)被不斷的的提出。

2006年NASA(美國(guo)航空暨(ji)太空總署(shu))的(de)預算(suan)中編(bian)列(lie)了應美國(guo)國(guo)會的(de)口頭提請為(wei)未來的(de)環航木衛二(er)計劃而建立基金。在設想中,該計劃的(de)任務包括:通(tong)過重力和高(gao)度(du)的(de)測(ce)量手(shou)段(duan)確認木衛二(er)的(de)表(biao)面冰殼(ke)下是否(fou)存在海洋(yang);大范(fan)圍地對(dui)地表(biao)進行高(gao)解析(xi)拍(pai)攝,通(tong)過光譜分析(xi)以(yi)確認其(qi)表(biao)面物質的(de)化學成分;以(yi)及(ji)利用(yong)(yong)穿(chuan)冰雷達對(dui)冰層進行穿(chuan)透探測(ce)等。該計劃甚至考慮讓(rang)飛船攜帶一個小型的(de)著陸裝置(zhi),利用(yong)(yong)此(ci)裝置(zhi)直接分析(xi)木衛二(er)表(biao)面的(de)化學成分,同時(shi)采(cai)集地震波數據以(yi)確定冰層的(de)厚(hou)度(du)和活躍程度(du)。然而不可(ke)確知該計劃是否(fou)有(you)(you)切實啟動的(de)可(ke)能(neng),NASA2007年度(du)的(de)預算(suan)編(bian)列(lie)中就沒有(you)(you)這項資(zi)金。

計劃二

另一(yi)個可行的(de)計(ji)劃是使用與深度撞(zhuang)擊(ji)(ji)(DI)計(ji)劃相似的(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)器(qi)。用撞(zhuang)擊(ji)(ji)器(qi)猛(meng)烈撞(zhuang)擊(ji)(ji)木衛二表(biao)面以激起碎屑煙霧(wu),讓一(yi)艘小型飛船穿過(guo)煙霧(wu)收集碎屑。因無須從木星或(huo)木衛二的(de)環航軌道上發射著陸(lu)器(qi)——當然(ran)也(ye)省略了(le)從衛星上重新起飛的(de)步驟——燃料的(de)消(xiao)耗(hao)將大大縮減,故而該(gai)設想被看成(cheng)是最經濟的(de)方案(an)之一(yi)。

其他

還有(you)一(yi)些更大膽的(de)(de)設想,比如發射一(yi)個(ge)(ge)著(zhu)陸器尋找(zhao)凍結(jie)在冰(bing)(bing)(bing)殼淺(qian)層的(de)(de)可(ke)能的(de)(de)生命跡象(xiang),或者直接深(shen)入內(nei)部對(dui)冰(bing)(bing)(bing)下海(hai)洋(yang)進(jin)行(xing)(xing)探查。提案之是(shi)派(pai)遣一(yi)個(ge)(ge)被稱作(zuo)(zuo)“融探”(Melt Probe)的(de)(de)巨型核動力探測器(穿(chuan)冰(bing)(bing)(bing)機(ji)器人(ren)——cryobot),用(yong)它(ta)融冰(bing)(bing)(bing)打孔,一(yi)直鉆入到(dao)(dao)冰(bing)(bing)(bing)下海(hai)洋(yang),接觸到(dao)(dao)水(shui)后再釋放一(yi)個(ge)(ge)自主(zhu)運行(xing)(xing)的(de)(de)水(shui)下行(xing)(xing)走器(涵(han)泳(yong)機(ji)器人(ren)——cryobot)。這個(ge)(ge)裝置可(ke)以將收集到(dao)(dao)信息傳送回地(di)球(qiu)。穿(chuan)冰(bing)(bing)(bing)和(he)涵(han)泳(yong)機(ji)器人(ren)都要經過嚴(yan)(yan)格的(de)(de)消毒(du),以避免將可(ke)能從(cong)地(di)球(qiu)攜帶的(de)(de)有(you)機(ji)質(zhi)誤認作(zuo)(zuo)當地(di)的(de)(de)生物,并杜絕對(dui)冰(bing)(bing)(bing)下海(hai)洋(yang)的(de)(de)污染。這一(yi)議案尚未進(jin)入嚴(yan)(yan)肅籌(chou)劃的(de)(de)階段。

Cryobot在(zai)南極洲經過(guo)了(le)測(ce)(ce)試。隨著鉆(zhan)頭通過(guo)產生的(de)熱量融化(hua)冰(bing)層,探(tan)測(ce)(ce)器會“越陷(xian)越深(shen)”。融化(hua)冰(bing)層從理論上講是個不錯的(de)概(gai)念,但如(ru)果探(tan)測(ce)(ce)器碰到冰(bing)層深(shen)處(chu)的(de)東西,比如(ru)大塊石(shi)頭,它將(jiang)陷(xian)入其中不可自拔。如(ru)果不能融化(hua)冰(bing)層,那么(me)探(tan)測(ce)(ce)任務將(jiang)就此(ci)走向終結。香港(gang)理工大學和匈牙利格拉茲(zi)威爾(er)特勞(lao)姆福斯特研究所設計(ji)出將(jiang)鉆(zhan)探(tan)技術和融化(hua)方法(fa)完美融為(wei)一體的(de)創新方法(fa)。他(ta)們提出的(de)“熱鉆(zhan)”(thermal drill)系統原(yuan)型機在(zai)實(shi)驗(yan)中表現不俗,實(shi)驗(yan)結果刊登在(zai)2008年7月出版的(de)《行星和空(kong)間科學》雜志上。

重大發現

2016年9月(yue)27日,NASA宣布了一個(ge)重大發(fa)現,科學家(jia)們(men)觀測到木星的第四大衛(wei)星“木衛(wei)二歐(ou)羅(luo)巴”有(you)(you)水(shui)汽噴發(fa),而有(you)(you)水(shui)就有(you)(you)可能有(you)(you)生命存(cun)在。

哈(ha)勃(bo)望遠(yuan)鏡觀(guan)測到歐羅巴(ba)表面的水(shui)蒸(zheng)氣柱沿(yan)7點鐘方向(xiang)向(xiang)外噴(pen)出。這是木衛二冰層下有(you)液態海洋的強有(you)力證據,能為孕育生命創造有(you)利條(tiao)件。

研究者們計算了歐羅巴(ba)的海(hai)洋中,當(dang)海(hai)水(shui)與(yu)(yu)巖石相(xiang)互作用時可能(neng)產生的氫氣(qi)的含量,這個(ge)過程被(bei)稱為蛇紋(wen)石化作用。在此過程中,水(shui)滲透入礦(kuang)(kuang)物顆粒(li)之間的空隙并(bing)與(yu)(yu)巖石發生反應(ying),形成(cheng)新(xin)的礦(kuang)(kuang)物質并(bing)釋放氫氣(qi)。

研究(jiu)者們(men)認為(wei):隨著時(shi)間(jian)的(de)推移,歐羅巴海底(di)會(hui)有一些裂縫,因為(wei)從這顆(ke)星球形成數十億年以來,它的(de)巖(yan)石內部依(yi)舊保持著低溫(wen)。新(xin)的(de)裂縫將新(xin)鮮的(de)巖(yan)石暴露給海水,然后更多(duo)的(de)產生氫(qing)氣(qi)的(de)化學反應(ying)就此發生。

生命之謎

人類移居的可能性(xing)

2009年年底,美國亞利桑那大學科學家理查德格(ge)林伯(bo)格(ge)發表論文(wen)指出,木(mu)衛(wei)(wei)二的海洋(yang)中至少應該(gai)存活著300萬噸似(si)魚復雜生(sheng)物。這將13年前(qian)科(ke)學(xue)家們提出的木(mu)衛(wei)(wei)二生(sheng)命(ming)假說又向前(qian)推進了(le)一步。木(mu)衛(wei)(wei)二是1610年由伽利略發現的,航天器對木(mu)衛(wei)(wei)二的探測(ce)表明,它的外殼冰(bing)層下可(ke)能有海洋(yang),有了(le)海洋(yang)就意味著其(qi)中可(ke)能有生(sheng)命(ming)存在。科(ke)學(xue)家們一直在設法揭(jie)開其(qi)生(sheng)命(ming)之謎,

人(ren)類能(neng)否在木衛二(er)“歐羅(luo)巴”星(xing)球上生活?來自美國(guo)宇航(hang)局的專家認為(wei)(wei)這顆木星(xing)具有(you)(you)較大的“宜居”潛力,未(wei)來可(ke)能(neng)適合人(ren)類居住。下一(yi)步,科學家將發射(she)探(tan)測器(qi)對木衛二(er)的冰下海洋(yang)進行調查,確(que)定(ding)其厚度和分(fen)布情(qing)況,有(you)(you)研究認為(wei)(wei)木衛二(er)的海洋(yang)可(ke)能(neng)與(yu)地球相似,也具有(you)(you)一(yi)定(ding)的鹽度。美國(guo)宇航(hang)局噴(pen)氣推進實驗室博士(shi)羅(luo)伯特·帕帕拉(la)多(duo)認為(wei)(wei)派遣探(tan)測器(qi)降落(luo)木衛二(er)表面是一(yi)個非常(chang)有(you)(you)遠見的行星(xing)科學目標,同時也是一(yi)個困難(nan)的技術(shu)挑戰。

一(yi)(yi)篇(pian)來自《天(tian)體生(sheng)物學(xue)(xue)》期刊的(de)文章詳細描述了(le)未來木衛(wei)二(er)(er)探索任務的(de)三(san)個主(zhu)要目標:第一(yi)(yi),至少要在(zai)兩個不同(tong)深度上監測(ce)(ce)(ce)木衛(wei)二(er)(er)海(hai)水鹽度、有(you)機(ji)物質(zhi)以(yi)及其他污(wu)染物等;第二(er)(er),調(diao)查(cha)木衛(wei)二(er)(er)冰(bing)殼、海(hai)洋物理環境以(yi)及表(biao)層物質(zhi)磁(ci)學(xue)(xue)特性;第三(san),科學(xue)(xue)家希望(wang)探測(ce)(ce)(ce)器能(neng)傳回木衛(wei)二(er)(er)表(biao)面(mian)(mian)地(di)表(biao)特征的(de)照片。木衛(wei)二(er)(er)被稱為“歐羅(luo)巴”星球,其表(biao)面(mian)(mian)有(you)著各(ge)種各(ge)樣奇怪的(de)地(di)形(xing),酷似仙境,根據伽利略探測(ce)(ce)(ce)器的(de)觀測(ce)(ce)(ce)數據,科學(xue)(xue)家依然(ran)不了(le)解該天(tian)體表(biao)面(mian)(mian)上錯綜(zong)復雜并交織在(zai)一(yi)(yi)起的(de)“神(shen)秘(mi)細線”,派遣探測(ce)(ce)(ce)器登陸木衛(wei)二(er)(er)可以(yi)解決許多關(guan)鍵(jian)問(wen)題。

2013年(nian)3月(yue),科學家認(ren)為有(you)充(chong)分(fen)的(de)(de)(de)證據顯示木衛(wei)二的(de)(de)(de)冰(bing)凍表面下(xia)(xia)擁有(you)巨大的(de)(de)(de)咸水海洋(yang)(yang),冰(bing)下(xia)(xia)海洋(yang)(yang)與表面還(huan)存(cun)在化學物質的(de)(de)(de)交換(huan),使(shi)得海洋(yang)(yang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)化學物質更加豐富。加州理(li)工學院(yuan)天(tian)文學家麥克·布朗教授認(ren)為能(neng)量可以(yi)從這些化學循環通道(dao)中(zhong)(zhong)進入(ru)木衛(wei)二的(de)(de)(de)冰(bing)下(xia)(xia)海洋(yang)(yang)中(zhong)(zhong),這對生命(ming)而言是(shi)非常重要的(de)(de)(de)。

木(mu)衛二上是否有海洋

航天(tian)器對(dui)木(mu)衛二(er)的探(tan)測(ce)表明(ming),其(qi)上可能有(you)海洋(yang)。正(zheng)因如此,在對(dui)木(mu)星(xing)衛星(xing)的探(tan)測(ce)中,科學家們最重視的就(jiu)是(shi)木(mu)衛二(er)。

早(zao)在1979年,旅行者1號(hao)和2號(hao)探測木星時就(jiu)發現,木衛二像個冰(bing)與奶油巧克力混合的(de)大(da)球體,表(biao)面(mian)上(shang)分布著彎曲條(tiao)紋。科(ke)學家們(men)分析研究木衛二的(de)照片和探測資(zi)料后提出,該衛星表(biao)面(mian)覆蓋著5000米厚(hou)的(de)冰(bing)層(ceng),冰(bing)層(ceng)下面(mian)可(ke)能有一個深達50千米的(de)海(hai)洋。

從1996年(nian)伽利(li)略號在距離木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二16萬(wan)千米處拍攝的(de)照片上(shang)看,這顆星球呈現出冰殼(ke)狀,表(biao)面裂(lie)縫(feng)交錯,像(xiang)地球兩極的(de)浮冰,說明冰層曾受到巨力的(de)作用(yong)。科學(xue)家們(men)研究后認(ren)為,這種力是由(you)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二和木(mu)(mu)(mu)星及其他三顆伽利(li)略衛(wei)星之(zhi)間(jian)的(de)引力形(xing)成(cheng)的(de)潮汐力,其作用(yong)不僅形(xing)成(cheng)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)二的(de)表(biao)面特(te)征,還(huan)使其內部的(de)水(shui)以液態(tai)存在。

1996年(nian)末,伽(jia)利略號從距離(li)木衛二688千米處經過(guo)時拍攝的照片(pian)顯示,木衛二表(biao)面(mian)有水流存在(zai)。科學(xue)家(jia)們說,這(zhe)種現(xian)象表(biao)明(ming)木衛二內核很熱,大量熱能從火(huo)山口或熱泉眼(yan)噴(pen)發出來,導致表(biao)面(mian)部(bu)分冰層融化。

1997年(nian)1月,伽(jia)利略號(hao)用磁(ci)強計對木衛(wei)二(er)的(de)(de)(de)磁(ci)場進行的(de)(de)(de)探測顯(xian)示,木衛(wei)二(er)只能(neng)有一(yi)個(ge)內(nei)(nei)磁(ci)場才能(neng)解釋獲得的(de)(de)(de)結果。這個(ge)內(nei)(nei)在導電層(ceng)的(de)(de)(de)導電率必須和含鹽(yan)海水(shui)一(yi)樣強。由此科學家們再次(ci)得出木衛(wei)二(er)上可能(neng)有海洋的(de)(de)(de)推論。同時,發回(hui)的(de)(de)(de)新(xin)照片(pian)表(biao)(biao)明(ming),木衛(wei)二(er)表(biao)(biao)面裂縫(feng)位置發生了變化,說明(ming)很可能(neng)是表(biao)(biao)層(ceng)下的(de)(de)(de)海洋流動造成的(de)(de)(de)。

“冰激凌”內熱外冷“夾層”是海洋

1997年2月,伽(jia)利略號從(cong)距離(li)木(mu)(mu)衛二586千米(mi)處飛過(guo)時拍攝的(de)(de)照片顯(xian)示(shi),木(mu)(mu)衛二表面最大的(de)(de)冰(bing)山寬(kuan)達(da)13千米(mi),高(gao)為100~200米(mi)。美國科學家(jia)史(shi)蒂文等人認為,由于木(mu)(mu)星對木(mu)(mu)衛二內(nei)核的(de)(de)引力(li)作用,使其冰(bing)幔下(xia)面的(de)(de)水保持液(ye)體狀態,成(cheng)為深達(da)幾千米(mi)的(de)(de)海洋(yang)。1998年12月伽(jia)利略號拍攝的(de)(de)照片顯(xian)示(shi),木(mu)(mu)衛二南部(bu)有一條(tiao)長達(da)800米(mi)的(de)(de)裂縫(feng)。

2000年1月(yue),伽利略號(hao)從距離木衛二(er)351千米(mi)處(chu)掠(lve)過(guo)時(shi)發(fa)現(xian),木衛二(er)地(di)磁北極點(dian)位置頻繁移動。科學家(jia)們認為,這是木衛二(er)含(han)鹽(yan)海(hai)洋在冰層下流動形成電磁場引發(fa)的結果。

在(zai)研(yan)究了木(mu)衛(wei)二表面(mian)裂縫(feng)(feng)照片(pian)之后,2002年9月(yue)格(ge)林(lin)伯(bo)格(ge)研(yan)究小組宣稱,木(mu)衛(wei)二冰(bing)層(ceng)較薄,觀測到(dao)的(de)(de)表層(ceng)裂縫(feng)(feng)可使氣體、熱量和有機物質接觸(chu)(chu)到(dao)表層(ceng)下面(mian)可能存(cun)在(zai)的(de)(de)水。這種(zhong)情況顯示,木(mu)衛(wei)二可能存(cun)在(zai)的(de)(de)海洋(yang)同地球上的(de)(de)北(bei)冰(bing)洋(yang)相似。既然北(bei)冰(bing)洋(yang)能通過(guo)冰(bing)層(ceng)的(de)(de)裂縫(feng)(feng)接觸(chu)(chu)空氣和熱量,那么木(mu)衛(wei)二上的(de)(de)海洋(yang)也能通過(guo)冰(bing)層(ceng)裂縫(feng)(feng)與外界接觸(chu)(chu)。

科(ke)學家們(men)依據旅(lv)行者2號(hao)和(he)伽利略號(hao)獲取的(de)(de)(de)資料(liao),于(yu)2007年繪(hui)制(zhi)出(chu)的(de)(de)(de)首張木衛(wei)二(er)(er)全(quan)球地(di)(di)質(zhi)構造圖(tu)揭示,其表(biao)面地(di)(di)質(zhi)構造比(bi)較年輕(qing)且富(fu)于(yu)變化。2008年,科(ke)學家們(men)發現,木衛(wei)二(er)(er)極(ji)地(di)(di)旋轉軸偏移了80多度。這樣的(de)(de)(de)極(ji)端變化表(biao)明木衛(wei)二(er)(er)表(biao)面冰(bing)殼厚度不一致,在其下面有(you)(you)廣闊的(de)(de)(de)海(hai)洋(yang)。科(ke)學家們(men)還用多種航天(tian)器獲得的(de)(de)(de)照片(pian),繪(hui)制(zhi)了木衛(wei)二(er)(er)表(biao)面直徑達500千米以上的(de)(de)(de)大(da)型弧狀盆地(di)(di)圖(tu)像。經綜合分析研究,科(ke)學家們(men)認為,木衛(wei)二(er)(er)內(nei)部(bu)有(you)(you)一個金屬核(he),核(he)外(wai)是石質(zhi)的(de)(de)(de)殼,殼外(wai)是液態水海(hai)洋(yang),海(hai)洋(yang)表(biao)面是冰(bing)層。

是否具備生命存在的三個基本要素

由于水是孕(yun)育(yu)生(sheng)命(ming)的重要條件(jian),故而科學家們在發現木衛二上可能(neng)有海洋之后,就推斷(duan)其海洋中可能(neng)有生(sheng)命(ming)。

1979年旅(lv)行者(zhe)號發現木衛二表(biao)面(mian)廣(guang)泛分(fen)布著(zhu)彎曲(qu)的褐(he)色條紋之后(hou),有(you)的科學家就認為,這意味著(zhu)該(gai)星球上存(cun)(cun)在著(zhu)有(you)機分(fen)子,因為多(duo)種有(you)機聚合物是呈褐(he)色的。同(tong)時對可能存(cun)(cun)在的海洋來說,其環境可以維持有(you)機體的生存(cun)(cun),因而估計木衛二上可能存(cun)(cun)活細菌一類(lei)的低級生物。

1996年8月(yue),美國科學(xue)家(jia)提(ti)出,木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)(de)海底也可(ke)能(neng)存在火(huo)山,其(qi)(qi)(qi)噴發(fa)提(ti)供(gong)的(de)(de)熱量足(zu)以(yi)使某些不需要陽(yang)光(guang)(guang)和(he)(he)(he)空氣的(de)(de)微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)生(sheng)(sheng)存下(xia)去(qu),這(zhe)一(yi)論點(dian)被稱(cheng)為(wei)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)生(sheng)(sheng)命(ming)(ming)(ming)假說(shuo)。木(mu)衛(wei)(wei)二(er)冰層下(xia)面有水、充足(zu)的(de)(de)熱量和(he)(he)(he)有機化(hua)合物(wu)(wu)這(zhe)三(san)個生(sheng)(sheng)命(ming)(ming)(ming)存在的(de)(de)基本(ben)要素,其(qi)(qi)(qi)環境很有可(ke)能(neng)符合宇宙生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)學(xue)的(de)(de)標準。地球海洋深處一(yi)些火(huo)山口的(de)(de)周圍(wei),沒有陽(yang)光(guang)(guang)和(he)(he)(he)氧(yang)氣的(de)(de)極端(duan)惡(e)劣的(de)(de)自然環境中都有原始微生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)繁衍生(sheng)(sheng)息,就是因為(wei)這(zhe)些地方都具備上述三(san)個條(tiao)件(jian)。提(ti)出和(he)(he)(he)贊同木(mu)衛(wei)(wei)二(er)生(sheng)(sheng)命(ming)(ming)(ming)假說(shuo)的(de)(de)科學(xue)家(jia)們認為(wei),從環境條(tiao)件(jian)推斷,其(qi)(qi)(qi)生(sheng)(sheng)命(ming)(ming)(ming)形態(tai)只能(neng)是低級的(de)(de)海洋生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)。

這些(xie)科學家認為,地(di)球(qiu)生命(ming)源(yuan)于(yu)海洋里的(de)火(huo)(huo)山(shan)(shan)噴(pen)口(kou),此一原理也(ye)適用于(yu)木(mu)衛(wei)二(er)(er)。他們(men)(men)猜(cai)測,受木(mu)星(xing)引力影響,木(mu)衛(wei)二(er)(er)內部亦有(you)火(huo)(huo)山(shan)(shan)活(huo)(huo)動。當木(mu)衛(wei)二(er)(er)從(cong)木(mu)星(xing)一側飛(fei)向另(ling)一側時,木(mu)星(xing)會擠壓(ya)木(mu)衛(wei)二(er)(er),導致后者的(de)核心(xin)處于(yu)熔融狀(zhuang)(zhuang)態(tai),從(cong)而引起火(huo)(huo)山(shan)(shan)活(huo)(huo)動。火(huo)(huo)山(shan)(shan)雖未噴(pen)發出(chu)(chu)表面,但卻加熱了冰層下面的(de)水,使其呈(cheng)液體狀(zhuang)(zhuang)態(tai),形(xing)成(cheng)海洋。木(mu)衛(wei)一由于(yu)距(ju)離木(mu)星(xing)更(geng)近,受到的(de)擠壓(ya)更(geng)大,故而火(huo)(huo)山(shan)(shan)噴(pen)出(chu)(chu)表面,并(bing)留下硫(liu)磺和其他化學物質。地(di)球(qiu)海底熱液噴(pen)口(kou)處也(ye)有(you)很多(duo)同類化合物,且與地(di)球(qiu)早期生命(ming)有(you)關。由此科學家們(men)(men)推斷(duan),木(mu)衛(wei)二(er)(er)海底火(huo)(huo)山(shan)(shan)活(huo)(huo)動也(ye)會噴(pen)發類似化合物,并(bing)造成(cheng)溫暖(nuan)的(de)環境(jing),從(cong)而孕育并(bing)存(cun)活(huo)(huo)了生命(ming)。

揭開(kai)生命之謎的四個(ge)探測方案

人類尋找地外生命(ming)的(de)具體目標,排在第一位(wei)的(de)是火星(xing),排在第二位(wei)的(de)就是木衛二。怎樣利用航天技(ji)術揭開木衛二生命(ming)之謎呢?科學家們(men)已提出四種(zhong)可(ke)行(xing)的(de)方案。

一(yi)是用導彈轟擊取樣

人類(lei)將從地球向木(mu)衛二(er)發射一(yi)艘宇(yu)宙(zhou)飛(fei)(fei)船(chuan),當其飛(fei)(fei)臨木(mu)衛二(er)近空時,適時發射一(yi)枚導(dao)彈(dan),猛(meng)烈轟擊目標的(de)表面,使冰(bing)層碎(sui)(sui)塊飛(fei)(fei)向高空,隨即飛(fei)(fei)船(chuan)穿(chuan)越(yue)炸出(chu)的(de)冰(bing)塊云團,伸(shen)出(chu)“凝(ning)膠(jiao)”收集(ji)部分碎(sui)(sui)冰(bing),并運回地球,供(gong)科(ke)學家(jia)們研究,以便確定有無生命信息。

二是(shi)用(yong)航(hang)天(tian)器進行(xing)近空探測

美國宇航局和(he)歐空(kong)局正在研制名(ming)為木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)木(mu)(mu)星(xing)系(xi)任務的探測(ce)器(qi),計劃(hua)將(jiang)(jiang)于2020年(nian)發射升空(kong),2026年(nian)到達探測(ce)區域(yu),預定工(gong)作期限為三年(nian)。探測(ce)器(qi)由兩個(ge)軌道(dao)器(qi)組成(cheng)。美國負(fu)責攜有相(xiang)機、光譜(pu)儀(yi)和(he)強大雷(lei)(lei)達系(xi)統(tong)的木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)軌道(dao)器(qi)。當其(qi)進入環繞木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)軌道(dao)開(kai)展探測(ce)工(gong)作時,雷(lei)(lei)達系(xi)統(tong)可(ke)以穿透木(mu)(mu)衛(wei)二(er)(er)冰層,計算出冰層厚(hou)度,其(qi)他(ta)儀(yi)器(qi)將(jiang)(jiang)研究海(hai)洋(yang)生物跡象。它將(jiang)(jiang)幫助科學家(jia)縮(suo)小可(ke)能存在生命區域(yu)的范圍(wei),為以后(hou)的探測(ce)提供依據。歐空(kong)局負(fu)責攜有相(xiang)機、光譜(pu)儀(yi)、塵埃分析器(qi)、質(zhi)譜(pu)儀(yi)或(huo)者磁(ci)力計的軌道(dao)器(qi),屆(jie)時主要是(shi)對木(mu)(mu)星(xing)衛(wei)星(xing)進行(xing)探測(ce)。

三是(shi)用航天器著(zhu)陸(lu)探測(ce)

俄羅斯將(jiang)參(can)與(yu)歐空局2015年至2025年的一(yi)項空間研究計劃,以(yi)(yi)便(bian)登陸研究木衛(wei)二,尋找(zhao)簡(jian)單的生命形(xing)式。這一(yi)項目的航(hang)天(tian)器(qi)以(yi)(yi)法國天(tian)文學家(jia)皮埃爾韁馉拉普(pu)拉斯的名(ming)字命名(ming)。俄羅斯將(jiang)研制一(yi)個登陸探(tan)測器(qi),搭載在該航(hang)天(tian)器(qi)上(shang)。屆時(shi)登陸探(tan)測器(qi)將(jiang)降(jiang)落在木衛(wei)二表面冰(bing)層的一(yi)個裂縫處,并融(rong)化一(yi)些冰(bing),開(kai)始尋找(zhao)生命蹤跡,隨即(ji)將(jiang)探(tan)測結果通(tong)過拉普(pu)拉斯航(hang)天(tian)器(qi)傳回地面。

四是用機器(qi)人鉆入海洋探(tan)測

其方案(an)是(shi)向木(mu)衛二發射兩個(ge)著陸機器(qi)人(ren),一(yi)(yi)個(ge)能(neng)鉆穿冰(bing)層開辟一(yi)(yi)條通(tong)往海洋(yang)的(de)(de)孔(kong)道,另一(yi)(yi)個(ge)能(neng)沿著孔(kong)道進(jin)入海洋(yang)開展探測工作(zuo)。水下機器(qi)人(ren)攜帶的(de)(de)科學儀器(qi)能(neng)夠(gou)進(jin)行環繞考察(cha)并找(zhao)出微生(sheng)物,包括不同于地球(qiu)上的(de)(de)生(sheng)命(ming)形態。其探測結果(guo)將適(shi)時(shi)發回地球(qiu)。為保(bao)證探測效果(guo)不受木(mu)衛二以外的(de)(de)任何因素影響,兩個(ge)高度(du)自動化的(de)(de)機器(qi)人(ren)必須完全滅(mie)菌。

木衛(wei)二(er)將(jiang)驗(yan)證或修正宇宙生物學標(biao)準

探測(ce)木(mu)衛(wei)二有(you)無生命的意義在于,除(chu)弄清真相外,還可驗證或(huo)修正(zheng)宇宙生物學標(biao)準。如(ru)果發(fa)現(xian)了(le)木(mu)衛(wei)二上(shang)有(you)生命,那就證明了(le)宇宙生物學標(biao)準至少適用于太陽系(xi)天(tian)體(ti)。如(ru)果推(tui)斷條件屬實而(er)未發(fa)現(xian)生命,則需修正(zheng)這一標(biao)準。如(ru)果推(tui)斷條件不(bu)存在,則另當別論(lun)。無論(lun)獲得何種真實情況,都能深化人類對木(mu)衛(wei)二乃至太陽系(xi)天(tian)體(ti)的認識(shi),促進空間科學的發(fa)展。

其他疑惑

移居木衛二?

極(ji)度深寒還(huan)有點兒(er)擠

在(zai)太陽系八大(da)行星(xing)(xing)中,木(mu)星(xing)(xing)是最(zui)大(da)的(de)(de)。木(mu)衛(wei)(wei)二(er)是木(mu)星(xing)(xing)的(de)(de)四大(da)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)之一,直徑為(wei)2920千米,只(zhi)有(you)地球(qiu)直徑的(de)(de)約(yue)(yue)四分之一,體積(ji)比地球(qiu)的(de)(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)月球(qiu)稍(shao)微小(xiao)一點。科學家推測木(mu)衛(wei)(wei)二(er)的(de)(de)表面(mian)(mian)溫度在(zai)赤道地區平均約(yue)(yue)為(wei)-163℃,兩極更(geng)低,只(zhi)有(you)-223℃,所以表面(mian)(mian)的(de)(de)水是永久凍結的(de)(de)。但(dan)是潮汐力(li)所提供(gong)的(de)(de)熱能可(ke)能會使冰層(ceng)下的(de)(de)水保持液態,另外木(mu)衛(wei)(wei)二(er)上長(chang)(chang)達60小(xiao)時的(de)(de)白晝(zhou),也使得(de)表面(mian)(mian)冰層(ceng)的(de)(de)裂口(kou)有(you)可(ke)能接受到(dao)充足的(de)(de)陽光。即便這樣,假(jia)如(ru)有(you)一天人類(lei)能征服木(mu)衛(wei)(wei)二(er),也恐難以長(chang)(chang)久移居(ju)。

火星(xing)和木衛二,地球(qiu)人先到(dao)哪一個?

除了木(mu)衛二(er)之外(wai),火(huo)星(xing)(xing)被認為(wei)是(shi)(shi)另一個(ge)可(ke)能(neng)存在生命形態的(de)(de)星(xing)(xing)體,因為(wei)科學(xue)家研究發現,火(huo)星(xing)(xing)的(de)(de)地(di)下深處(chu)仍可(ke)能(neng)有液態水(shui)。與木(mu)衛二(er)相比,火(huo)星(xing)(xing)距離地(di)球(qiu)更(geng)近,因此,對于火(huo)星(xing)(xing)生命之謎的(de)(de)探(tan)索,科學(xue)家也一直高度(du)關注。未來的(de)(de)太空任(ren)務已經把火(huo)星(xing)(xing)和木(mu)衛二(er)同時作為(wei)發射新遙(yao)控探(tan)測器(qi)的(de)(de)最終目的(de)(de)地(di)。火(huo)星(xing)(xing)和木(mu)衛二(er),誰會被最先證(zheng)明,是(shi)(shi)地(di)球(qiu)的(de)(de)兄弟或(huo)者陌生人?

木衛二(er)發現黏土型礦物

美國航天局11日宣布,在(zai)最可(ke)能有生命(ming)存在(zai)的木(mu)星(xing)(xing)衛星(xing)(xing)——木(mu)衛二的表面首次發現了黏土型(xing)礦物(wu),這意(yi)味著木(mu)衛二可(ke)能存在(zai)對(dui)形(xing)成生命(ming)至(zhi)關重要的有機(ji)物(wu)。

美國航天局當天在(zai)一份聲明(ming)中說,在(zai)木衛(wei)二表面(mian)發現了一種叫做層(ceng)狀硅酸鹽的(de)黏土型(xing)(xing)礦物,這種礦物很(hen)有可能是由彗(hui)星(xing)(xing)或(huo)小(xiao)行星(xing)(xing)撞擊木衛(wei)二帶(dai)來(lai)(lai),而帶(dai)來(lai)(lai)黏土型(xing)(xing)礦物的(de)彗(hui)星(xing)(xing)或(huo)小(xiao)行星(xing)(xing)通常(chang)也攜帶(dai)有機物。

可能的生命

據猜想,冰下的海洋中可能有生命存在,其生存環境可能與地球上的深海熱液口或南極的沃斯托克湖(Lake Vostok)相似,其生命的形態可能與地球上的某些嗜極生物相似。盡管還沒有任何證據,但基于可能存在的液態水,相繼有若干項向木衛二派遣空間探測器議案曾被提出(詳探索一節),2013年12月11日(ri)美國(guo)國(guo)家航空航天(tian)局(NASA)宣布,探測(ce)器在被冰(bing)雪所覆蓋的(de)(de)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)上發現了其與彗星(xing)及小(xiao)行星(xing)撞(zhuang)擊后形成(cheng)的(de)(de)類似黏土狀的(de)(de)礦物質。根據“伽利略”號探測(ce)器1998年拍(pai)攝(she)到的(de)(de)木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)近(jin)紅外線圖片來看NASA研(yan)究小(xiao)組(zu)認為,木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)上有一種(zhong)與酰(xian)基氯類似的(de)(de)礦物。由于(yu)小(xiao)行星(xing)或(huo)彗星(xing)的(de)(de)中(zhong)心(xin)核中(zhong)蘊含可形成(cheng)生(sheng)命的(de)(de)有機(ji)物NASA研(yan)究者表示(shi),木(mu)衛(wei)(wei)二(er)(er)(er)的(de)(de)冰(bing)雪表層(ceng)下極(ji)有可能(neng)隱藏廣袤的(de)(de)海洋,歷經漫長時間后或(huo)許(xu)有育成(cheng)生(sheng)命的(de)(de)可能(neng)性(xing),

發現噴泉

美(mei)國和德(de)國研究(jiu)員(yuan)發(fa)表(biao)(biao)報(bao)告稱,在木(mu)星的衛(wei)(wei)星之一“木(mu)衛(wei)(wei)二”上,發(fa)現有(you)間歇性噴(pen)發(fa)的噴(pen)泉,這是木(mu)衛(wei)(wei)二冰凍(dong)表(biao)(biao)面下隱藏著一個巨大海洋的最好證據。一旦有(you)了水(shui),也就意味著可能(neng)有(you)生命(ming)!長久以(yi)來,科(ke)學家們都認為“木(mu)衛(wei)(wei)二”可能(neng)存有(you)生命(ming)。

外(wai)媒(mei)稱,新的研究顯示,木星(xing)的一(yi)個衛星(xing)—木衛二有豐富的重要礦物質,還有從(cong)地下海洋里噴發(fa)的壯(zhuang)觀水柱這可能是太(tai)陽系(xi)里又一(yi)個宜居之(zhi)地。

據英國(guo)《獨立報》12日報道,哈勃望遠鏡確(que)認了木衛二上間歇性噴發的(de)兩處巨(ju)大羽狀水柱,高(gao)達(da)兩百千米,另一項研究在該星球冰凍表面發現(xian)了散落的(de)泥土似的(de)礦物(wu)質。

《科學》雜志(zhi)上(shang)發表的(de)(de)文章說(shuo),通(tong)過對哈勃望遠鏡的(de)(de)數據(ju)進行分析發現,水柱(zhu)通(tong)常(chang)在木衛二圍繞木星(xing)軌道運(yun)行時(shi)的(de)(de)某(mou)些特定(ding)時(shi)刻噴發,這表明噴發原因是(shi)周(zhou)期性的(de)(de)巨大(da)潮汐力(li)使(shi)該星(xing)球地下海洋的(de)(de)壓力(li)增大(da),使(shi)其液(ye)體(ti)從表面的(de)(de)冰縫噴涌而出,

報道指出,在已知的(de)(de)(de)63個木星(xing)(xing)的(de)(de)(de)衛星(xing)(xing)中,木衛二是(shi)最重要的(de)(de)(de)一個。天文(wen)學(xue)家認為,它的(de)(de)(de)冰層(ceng)表(biao)面之下有海洋存在這是(shi)由于潮汐力的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)使其保持液態。一些科(ke)學(xue)家認為這片(pian)海洋中可能(neng)有生命(ming),而礦物質和潮汐熱(re)能(neng)可以為其提供(gong)能(neng)量(liang)。

另一項對美國航(hang)天局伽利略項目收集的(de)(de)(de)數據的(de)(de)(de)研(yan)究顯示,在木衛二表面發(fa)現的(de)(de)(de)重(zhong)要泥土類礦(kuang)物質(zhi)可能是該星球此前(qian)與小行星或彗星相(xiang)撞產生的(de)(de)(de)。

美國航天局噴氣推進實驗室的(de)吉(ji)姆·雪利說:“我(wo)們經常在(zai)彗星或(huo)原(yuan)始小行星上找到構成生(sheng)命(ming)的(de)重要(yao)物(wu)質—有機(ji)礦(kuang)物(wu)質在(zai)木衛二的(de)表面發現與這類彗星相撞(zhuang)的(de)殘留物(wu)可(ke)能為我(wo)們在(zai)該星球(qiu)尋找生(sheng)命(ming)開(kai)啟新的(de)篇章。”

據報道,很多科(ke)學家(jia)認為(wei)木衛二可(ke)能是太(tai)陽系里除(chu)地球(qiu)外最適(shi)宜(yi)生命(ming)存在的星(xing)球(qiu)。

未來探索

“歐(ou)羅(luo)巴快帆”最早將于2023年發射,攜帶(dai)9臺儀器(qi)前往(wang)木(mu)星系統(tong),圍(wei)繞木(mu)衛二運(yun)行(xing)3年以(yi)上,收(shou)集(ji)關于這顆衛星的地質(zhi)、組成(cheng)和隱(yin)藏的內部海洋的重要信息(xi),并評估該衛星的宜居(ju)性。

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