二十多年來，科學家們一直想知道哪些衛(wèi)星，所吹噓的冰層深處，是否存在著外星生命。伽利略號(Galileo)和卡西尼號(Cassini)等航天器在木星和土星任務中偶然發(fā)現(xiàn)了證據(jù)，證明它們的一些衛(wèi)星隱藏著全球海洋，它們所環(huán)繞的這顆巨行星引力使海洋變暖。海洋探險者在離家更近的地方發(fā)現(xiàn)了生活在海底地質(zhì)特征周圍黑暗中的動態(tài)群落。兩者結(jié)合在一起，很容易讓人對充滿微生物的外星海底著迷。但是一項新的研究正在對巖石本身進行更深入的研究，研究表明，這些星球內(nèi)部可能已經(jīng)死亡——不僅在生物學上，而且在地質(zhì)學上也是如此。

博科園-科學科普：該研究的第一作者、北卡羅來納州立大學的行星地質(zhì)學家保羅·伯恩(Paul Byrne)上個月在華盛頓舉行的美國地球物理聯(lián)盟(American Geophysical Union)年度會議上說：我們想知道，如果在一艘潛艇上，能夠在木衛(wèi)二(木星的衛(wèi)星)上飛越洋底表面會是什么樣子。在這些海底，天體生物學家希望能發(fā)現(xiàn)被加熱的、富含礦物質(zhì)的海水向海洋中噴出，就像地球上的熱液噴口和黑煙一樣。在地球海洋中，這些特征支持著以微生物(Byrne稱之為“小爬蟲”)為中心熙熙攘攘的群落，這些微生物可以以熱巖石和海水不斷混合產(chǎn)生的化學物質(zhì)為食。如果在外星海洋世界也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)構(gòu)，那么在遠離太陽的星球上發(fā)現(xiàn)生命可能性就變得更有可能了。

木星衛(wèi)星木衛(wèi)二上的冰殼可能隱藏著巖石表面，巖石表面太過堅硬，地質(zhì)活動不活躍。圖片：NASA/JPL

科學家希望能夠描繪出火山鏈的特征，以及裂谷帶的特征，然后我們就會想……。為了得出這一結(jié)論，研究小組將重點放在巖石本身上，確定需要多大的力量才能以兩種我們在地球上看到的方式來破壞巖石：一種是正常斷層，即巖石被拉開時發(fā)生的斷層；另一種是推力斷層，即巖石被推到一起時發(fā)生的斷層，這種斷層需要更多的力量來產(chǎn)生。巖石斷裂所需要的力越大，地質(zhì)活動就越少——這意味著新巖石和外來海水之間的相互作用就越少，而這在理論上是支持生命存在。伯恩和同事們集中研究了四個海洋世界：木星的衛(wèi)星歐羅巴和木衛(wèi)二，以及土星的土衛(wèi)二和土衛(wèi)六，對于每一個這樣的世界，研究小組都計算了巖石的強度。

雖然關(guān)于這些星球還有許多問題我們還不能回答，但事實證明，巖石強度的計算（在地球上通常用于采礦作業(yè)）是相當可行的。這些計算是基于冰冷、堅實的巖層的厚度，巖層位于溫暖、松軟、不易破裂的巖層之上。打個比方可能會有所幫助。就像銀河巧克力棒或火星巧克力棒一樣，巧克力和焦糖就在這里接觸。這個深度，可以把它當作脆性堅硬層的厚度，它越厚，就越難折斷。然后，研究小組又添加了其他數(shù)值，比如在某一深度的重力值，以及月球巖石表面的水和冰的重量。即使它們包含了未知輸入的可信值的范圍，最終計算結(jié)果也在每個衛(wèi)星相同的一般范圍內(nèi)。

Ganymede（木衛(wèi)一）是環(huán)繞木星運行的海洋世界，它的體積如此之大，以至于它的巖石內(nèi)核仍然比地球的衛(wèi)星還要大。圖片：NASA/JPL

這些初步結(jié)果表明，衛(wèi)星上的巖石非常堅固，據(jù)我們所知，在這些衛(wèi)星上沒有足夠強大的力量經(jīng)常把它撞碎。這是因為巖石上方的水和冰的重量，當我們真正了解巖石的強度時，它非常堅固，因為即使重力很低，巖石上還是有很多水。研究小組所研究的每個衛(wèi)星都顯示出不同的計算巖石強度，但這些結(jié)果對于地質(zhì)研究人員或潛在外星生命來說并不是特別有希望。對木衛(wèi)二來說，似乎真的很難制造任何裂縫或斷層，而一旦你觀察土衛(wèi)六和木衛(wèi)三，這些數(shù)字高得離譜，真的，這些星球上什么都沒有發(fā)生。土衛(wèi)二的巖石強度數(shù)據(jù)并沒有那么可怕，因為這顆衛(wèi)星比其他三顆衛(wèi)星小得多，減輕了巖石表面水和冰的重量。

這張照片在土衛(wèi)二上看起來也有點不同，因為它的巖石內(nèi)核更多孔。如果這些孔隙恰好排列在一起，它們就能把水帶到月球深處。土衛(wèi)二可能自始至終都濕漉漉的。與其他衛(wèi)星不同的是，科學家們確實有證據(jù)表明土衛(wèi)二的巖石和水之間存在相互作用，這要歸功于卡西尼號的飛行，它穿越了冰冷外殼的海水羽流，進入太空，并識別出了有機化合物。這非常令人鼓舞。很難解釋這不是巖石和水的接觸。如果這些海底巖石非常堅硬，不可能經(jīng)常斷裂，很難想象那里會發(fā)生什么。在地球上，形成海底的兩個主要因素是陸地上的土壤沖刷和海洋生物的尸體腐爛，而在這些海洋世界上，這兩個因素似乎都不太可能。宇宙飛船還沒有看到任何撞擊留下的痕跡，這些痕跡似乎大到足以在最近的海底留下一個凹痕。

土星的土衛(wèi)二是研究小組所觀察的唯一一顆衛(wèi)星，認為巖石和水之間的相互作用實際上可以為生命提供燃料。圖片：NASA/JPL-Caltech

根據(jù)計算，巖石的強度太大，無法讓衛(wèi)星像水星那樣收縮，也無法形成火山鏈或裂谷帶。所有這一切都意味著潛艇之旅突然看起來非常無聊?；旧?，這就變成了一份不會發(fā)生事情的清單。它將看起來像一個臺球，它將是一個奇怪的平滑星球。這將是太陽系中一個新的巖石世界。這些不是最終結(jié)果，該研究小組仍在觀察其他科學家對這些計算結(jié)果的反應，該研究尚未發(fā)表?？茖W家們可能還需要幾十年的時間才能收集到他們可能需要的數(shù)據(jù)來真正驗證這個想法——這需要在這些陌生的海底安裝地震儀。

多虧了“洞察號”火星探測器，人類才剛剛開始從另一顆行星上獲得第一個良好的地震儀數(shù)據(jù)。如果我們能發(fā)現(xiàn)有趣的東西，那就太好了，因為這些世界很酷，也許那里有生命。

博科園-科學科普｜文:  Meghan Bartels/Space

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