太阳系真的不缺水之木卫2 冰下海洋世界

我们知道生命起源于海洋,水之于地球也是一种非常独特的存在。而我们探索地外生命时,很重要的一个因素就是这个星球是否存在水。

但是其实和很多人认知的可能不同,太阳系其实并不缺少水。

首先是木星,当然木星本身是不存在水的,但是这搁不住木星的卫星多啊,木星有79颗卫星,木星是人类迄今为止发现的天然卫星第二多的行星 ,仅次于土星 ,俨然是一个小型的太阳系。

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1995年12月份,美国耗资13.6亿美元引发的一个探测器加利略号在飞行了六年四个月后,终于到达了木星。在此后的七年时间里,他绕着木星转了34周,与木星的主要的卫星也相遇了35次.

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这么艰难发射成功的探测器,当然寿命越长越好,其实对于探测器来说,延长寿命是一个很常规的操作。很有意思的是,科研人员却放弃了给它增寿,直接让它坠落了木星。

木卫2

是什么让科研人员放弃了呢?那是因为伽利略号在飞掠木卫2的上空时,探测器发现木卫二地磁北极点的地理位置正在变化,而且呢,移动的很频繁,几乎是每五个半小时就会移动一定的距离,这说明木卫2的北极点的地表下存在一个均匀变化的磁场,科学家以此推测木卫2表面以下有着相当厚的地质结构,应该是冰或水。

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伽利略计划的读图团队在对伽利略号和旅行者号所拍摄的图像分析之后推测木卫二的地形特征意味着冰下海洋的存在。北极的飘移,恰恰就暗示着木卫二有一个带电的导体层。之所以变化是如此之大,又有明显的周期性,那么最好的解释就是木卫二的冰俏以下有一个含盐的全球性的海洋。很多科学家认为这个新发现对于木卫二上存在海洋的这种设想就变得非常的具有说服力了。

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木卫二表面为数不多的几个大形的撞击坑就是支持“厚冰”模型的最佳证据。最大的一个撞击坑被若干同心圆圈所环绕,坑内被新鲜的冰填充得相当平整。以此为基础再结合对潮汐力所生成的热能的估算,所推测出冰壳厚度在10到30公里之间,与地球地壳的厚度相当,这也意味着冰下的海洋可能深达100公里。

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我们类比一下地球上的海洋的最深处玛利亚那海沟才11000米,而其实地球海洋的平均深度呢,是只有3000米不到。而木卫2的体积却只有月球大小。

可能有生命存在

所以说,虽然木位二很小,但是呢,它拥有的总体的水量,如果计算在一起的话,竟然可能是达到地球的两倍之多,它有厚厚的一层水冰覆盖着。而且1994年哈勃空间望远镜的戈达德高解析摄谱仪观测到,木卫二的表面包裹着一层主要由氧构成的极其稀薄的大气在已知的太阳系的所有卫星当中只有七颗具有大气层。

所以科学家推测木卫冰下的海洋中很可能有生命存在,科学家将其列为了太阳系中具有生命进化潜力的最佳地点之一。其生存环境可能与地球上的深海热泉或南极的沃斯托克湖相似,其生命的形态可能与地球上的某些嗜极生物相似。

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就是因为这个发现,让科研人员犯难了,因为如果不中止伽利略号探测器,它的燃料很可能要用完了,一旦没有了燃料,科研人员就无法控制它会坠落到那颗星球,如果一不小心,坠落到木卫2.可能就会出现外星生物入侵的后果。因为伽利略号是没有被无菌化处理的,它携带的细菌如果坠入木卫2的海洋。我们不知道会发展成什么样子,这些细菌会不会在木卫2上生存进化,这种情况就是无可挽回的。所以科学家们只能选择让伽利略号坠向木星。

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除此之外,木卫二的表面布满了裂缝。许多人认为这些裂缝是潮汐力作用于地表以下海洋的结果。当木卫2的轨道接近木星时,冰层下的海潮可能会比正常情况上升。如果真是这样,不断上升和下降的海水会导致在月球表面观察到的许多裂缝。

所以木卫2表层下是暗流涌动的,而且如果找到合适的出口,海水会喷射出来,12年的时候呢,哈勃太空望远镜果然拍到了木卫2南极地区有水汽喷向空中,2014和2016年,又2次拍到了呈现羽毛状的冰喷泉。而它的高度甚至可以达到200公里那么高。相对于木卫2的大小而言,这简直就是摸到了天啊。这喷泉放地球上,也是直接打到太空了,毕竟太空的定义也只是100公里的高度。有些卫星的轨道也只在150~200公里。可以说非常壮观的。

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能喷射这么高,主要是因为木卫2的重力比较小,而且还有木星的引力作用。

但是因为木卫2的表层温度比较低,平均温度在−108.摄氏度左右,所以这个喷泉。喷出来以后直接就变成雪花了。它会慢慢慢慢地落下来啊,就像下雪一样的。

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海洋的成因

木卫2上为什么会有那么大规模的海洋。要说它是海洋的话,这肯定是维持了液态,那它到底是为什么能够拥有液态水的海洋呢?

首先我们要知道木卫一木卫二和木卫三的轨道是呈现出1:2比四的轨道共振关系。也就是说。当木卫三绕木星转弯了一整圈的时候呢,木卫二刚好完成了两圈。而木卫一则刚刚好完成了四圈,这种规律,就造成了一种叫潮汐加热的现象,木卫二就像发面团一样,被木卫一和木卫三两只手揉搓着木卫一,让它发热。所以呢,就在这样一种作用下,木卫二的内部获得了额外的热门。令液态水的存在就成为了一种可能了。

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未来探索计划

2013 年,美国国家研究委员会的行星科学十年回顾发布了其对 NASA 行星探索计划的 10 年建议。木卫2探索被列为最高优先级任务。从那时起,美国宇航局一直致力于执行木星冰冷卫星的任务。

2014 年,科学家们还发现了木卫二可能存在一种板块构造。此前,地球是太阳系中唯一已知的具有动态地壳的天体,这被认为有助于地球上生命的进化。

到了2016 年,一项研究表明木卫二产生的氧气是氢气的 10 倍,这与地球相似。这可能会使它的海洋对生命更友好——它可能不需要依靠潮汐加热就能产生足够的能量。

欧洲航天局还计划 2022 年发射木卫2探测器,并于 2029 年抵达木星附近,执行至少三年的任务。一旦到达木卫二,该任务将研究有机分子和其他可能使木卫二对生命友好的成分。

还有一些更大胆的设想,比如发射一个着陆器寻找冻结在冰壳浅层的可能的生命迹象,或者直接深入内部对冰下海洋进行探查。派遣一个被称作“融探”的巨型核动力探测器,即穿冰机器人,用它融冰打孔,一直钻入到冰下海洋,接触到水后再释放一个自主运行的水下行走器。这个装置可以将收集到信息传送回地球。当然穿冰和涵泳机器人都要经过严格的消毒,以避免将可能从地球携带的有机质误认作当地的生物,并杜绝对冰下海洋的污染。这一议案尚未进入严肃筹划的阶段。但是已经在南极开展了实验。

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木卫2我们就聊到这里,其实拥有宝藏卫星不止木星.我们下一期的选题就是土卫2.它也是一颗存在水的星,而且它存在生命的可能性比木卫2还要大。

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页面更新:2024-04-29

标签:太阳系   伽利略   南极   北极   木星   潮汐   美国   探测器   裂缝   轨道   科学家   表面   地球   海洋   生命

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