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木卫二会比火星更有可能存在生命吗?

  提到火星,人们常对火星人津津乐谈,认为火星是除地球外最有可能有智慧生命的地方。
  的确,火星有很多方面,确实和地球极为相似。例如: 火星上的"一天",为24小时37分钟,几乎和地球没有区别。更巧合的是,地球的自转轴倾角是23.4°,而火星是25.2°。因此,火星也像地球一样有春夏秋冬四季之别,南北极也覆盖着厚厚的皑皑冰盖。
  然而,即便目前人们已经在火星上发现了固态冰和疑似水冰的存在,也只能推测出几十亿年前火星上曾经有过海洋。纵使我们能找到火星生命,那大概率也是细菌或水熊虫之类的微生物,而不是真正的"火星人"。
  要知道,水,在太阳系中根本不罕见,甚至可以说是普遍。月球一些环形山的阴暗处,就有可能存在大量的水冰。在小行星带以外的那些围绕大行星公转的卫星,绝大部分都是由冰和岩石构成的。只是因为那里离太阳太远,所接受到的光和热量不足,再加上它们本身质量小吸附不了水,所以只能以固态的形式呈现。
  在太阳系除了地球以外,有大规模液态水存在的天体只有两个: 一个是土星最大的卫星土卫六泰坦,上面有液态甲烷形成的湖泊;另一个就是木星的第四大卫星木卫二欧罗巴。
  图一: 木卫二欧罗巴
  木卫二是太阳系中质量和体积第六大的天然卫星。它的直径只比月球少了300公里,其质量相当于月球的82%。月球是太阳系中很大的天然卫星,即便是仅次于它的木卫二也是卫世界中的"巨人"。然而,在围绕木星的四颗伽利略大卫星中,它却是最小的一个。
  图二: 伽利略四大卫星,从左至右: 木卫一,木卫二,木卫三和木卫四
  木卫二和其他光秃秃的岩石卫星截然不同。它被一层厚约100千米的冰壳包裹着,因此它能反射更多的太阳光,成为木星卫星中最亮的"冰王后"。更有趣的是,它的冰面上布满了纵横交错,密如蛛网的明亮条纹,这些条纹都是冰层的裂缝和"冰火山"。
  如果木卫二取代了月球的位置,成为了地球的天然卫星。那么"满月"的亮度将会大的多。冰面强大的反射光照亮夜空,人们甚至不需要路灯就能读书走路。不过,如果真是那样,离太阳更近后的木卫二,冰层很有可能会融化。
  图三: 木卫二上的"冰火山"
  更令人惊奇的是,根据伽利略号探测器传回来的图片分析显示,木卫二上鲜有环形山,只发现三个直径才大于5千米的环形山。要知道,木卫二的大气层远远没有地球这么厚,它稀薄的大气不足以抵挡陨石的袭击。而它附近的木星又有着强大的引力,去吸引更多的小天体来撞击。因此,木卫二表面如此年轻的原因只有一个: 它的地质活动非常活跃,以至于撞击产生的环形山很早就被磨平了。
  如此活跃的地质活动,那木卫二的内部很可能有巨大的热源会融化底层的冰块。在冰壳下面很可能隐藏了一个太阳系中最大的液态水海洋,这个海洋中极有可能存在着生命!
  图四: 木卫二的"冰下海洋"
  另一个可能存在海洋的证据是,伽利略号发现木卫二有一个被木星磁场催发出来的小型磁场。当然这个磁场很弱,只有木卫三磁场强度的四分之一。但磁场反映出,木卫二表层内部很可能存在一个类似咸水海洋的传导层,木卫二可能还有一个金属性的铁核。
  图五: 木卫二的内部结构,中间是铁核,然后是被冰层覆盖的大型水体
  木卫二的质量很小,按理说这么点大的天体早就没有地质运动了。像比它质量大多了的火星,早已"熄火",不再有火山地震活动了。那为什么它还如此活跃?
  原因就是它邻近庞大的木星和另外三颗大卫星。在围绕木星公转的过程中,木卫二不仅受木星引力的吸引,还受到周边路过的木卫一,木卫三,和木卫四引力的影响。强大的潮汐力激发了木卫二的内核,由内而外产生出了巨大的热能。
  比木卫二离木星更近的木卫一就是最好的例子。木卫一表面上全是活火山的喷发,是太阳系火山活动最频繁和激烈的天体,就是因为木星和木卫引潮力的撕扯而导致的。
  而且,木星强大的引力还会吸引木卫二上的冰层,致使冰火山喷发或间歇泉产生。当冰层在木星引力作用下撕扯开裂缝,原本液态的水一暴露在低温的宇宙空间下立刻就会转化成固态的冰。这样就解释了,为什么木卫二的表面为什么如此年轻。
  冰层下还会有海洋吗?有的! 在二十世纪末,俄国和英国地理学家在南极冰盖下发现了地球上最大的冰下湖——沃斯托克湖,面积约1万4000平方千米,被封存在厚厚的冰盖之下4千米处。根据分析,这是一个超大的净水系统,预估有5400立方千米的"原始水",湖水纯净度是经过两次蒸馏处理水的两倍,这极有可能是如今地球上最纯净的水体。
  图六
  而在海洋的底部,那些来自地心深处,冒着热呼呼的黑色"热流"的喷口处,更是生命的绿洲。这里聚集了大量形形色色的海洋生物。地球上这些现实的案例证明,在木卫二冰冷的外表下,很有可能有一颗炽热的内心。丰富的地热资源,就是生命的起源。
  图七: 冰层3600米下的湖泊
  2012年,欧洲航空局宣布将实施"木星冰月计划",试图修造新的宇宙探测器前往木星。专门探测木卫二,木卫三和木卫四上有没有液态水的存在。其中,木卫二无疑是重中之重。欧洲科学家甚至希望设计一种能扫描木卫二内部的仪器来探测冰下海洋是否存在。该探测器预计于2022年发射。但因为新冠疫情导致欧洲各国财政吃紧,这一计划能否按期实施,可以说并不乐观。
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