欧罗巴雪战模拟揭秘：陨石坑揭示冰壳厚度，生命线索浮现

一颗小行星向冰冷的木星卫星欧罗巴奔跑，背景是气体巨行星（图片来源：Robert Lea/NASA）

科学家们希望在木星冰冷的外壳下的水下海洋中找到生命。祖罗帕可能会从这个世界曾经参与的“宇宙雪球大战”中得到帮助。欧罗巴长期以来一直被认为是寻找简单生命证据的主要太阳系地点，至少我们所知道的是这样。这是因为这颗1,940英里（3,100公里）宽的木星卫星被认为拥有的咸水海洋是地球上每个海洋体积加起来的两到三倍。这些海洋被认为潜伏在欧罗巴的冰壳之下，这种多水环境是生命出现的地区。然而，木卫二拥有生命的可能性，以及生命在这个世界上可能呈现的形式，强烈地取决于这颗卫星冰壳的厚度。

到目前为止，科学家们一直在努力确定这种厚度。但现在，一组行星科学家可能对最终价值有了一些线索。在观察了小行星和彗星撞击月球造成的欧罗巴大陨石坑后，研究人员使用这些观察结果确定土卫二的外壳大约有12英里（20公里）厚。他们说，这个贝壳可能漂浮在位于月球岩石核心周围40到100英里（60到150公里）深度的海洋上。“了解冰的厚度对于推测木卫二上可能存在生命至关重要，”布兰登·约翰逊，团队的共同负责人和普渡大学科学学院的副教授，在一份声明中说。“冰壳的厚度控制着内部发生的过程，这对于理解地表和海洋之间的物质交换非常重要。“这将帮助我们了解欧罗巴上各种过程是如何发生的，”约翰逊继续说道，“并帮助我们了解生命的可能性。

挖进冰壳

我们所知道的生命需要三种主要成分：液态水，某些化学元素，如碳，氢，氮，氧，磷和硫磺，以及能源。科学家们认为，木卫二上的生命可能纯粹由化学反应驱动，然而，我们看到的不是光合作用，而是地球上的植物和地球上的简单生命形式参与其中。

这是因为木卫二不断受到来自木星的辐射的冲击，这意味着生命无法在其表面存在。这意味着木卫二上的任何生命都必须生活在没有阳光的冰层下。阳光是光合作用所必需的。因此，为了使光合作用在这种情况下发挥作用，冰层必须足够厚，以保护微生物等简单生命形式免受辐射，但仍然足够薄，以允许这种辐射为简单生命提供能量。更具体地说，研究小组通过检查伽利略号航天器在1998年的观测结果来估计欧罗巴冰壳的厚度。

然后，科学家们使用物理特征和表面质量的组合来模拟陨石坑，这些特征可能是造成陨石坑的原因。约翰逊擅长研究太阳系45亿年历史中行星可能经历的巨大碰撞，以及这些碰撞如何塑造了世界。“撞击坑是形成行星体的最普遍的表面过程，”他说。“陨石坑几乎出现在我们见过的每一个固体上。它们是行星天体变化的主要驱动力。当一个撞击坑形成时，它基本上是在探测行星的地下结构。

一场“雪球大战”可能“通过了解欧罗巴上陨石坑的大小和形状，并通过数值模拟再现它们的形成，”他继续说，“我们能够推断出有关其冰壳有多厚的信息。这项陨石坑研究可能会告诉研究人员很多关于欧罗巴冰壳的信息，甚至还有一点关于它下面的海洋以及两层之间物质是如何交换的。在寻找外星生命的过程中，科学家们正在寻找-太阳系外地球-木星二人组-观看这个木星月球着陆器处理它可能在木卫二上面临的恶劣地形（视频）NASA的朱诺探测器在木星的火山卫星lo上看到活跃的火山喷发（图片）“以前的估计显示，厚厚的海洋上有一层非常薄的冰层。

但我们的研究表明，需要有一层厚厚的冰层-厚到冰中的对流很可能存在，以前一直争论不休，”团队共同负责人和普渡大学科学学院的研究员Shigeru Wakita说声明。这项研究揭示了这个木星卫星的岩石核心并不清楚，岩石核心和水之间的相互作用可能是确定木卫二海洋中存在哪些矿物质的关键。因此，在科学家们确认木星这颗卫星上甚至可能出现生命之前，还有很长的路要走。该团队的研究于周三（3月20日）发表在《科学进展》杂志上。

By：何丹怀

FY: Robert Lea

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