在木星冰冷的月亮歐羅巴上，強(qiáng)大的噴發(fā)可能噴入了太空，在地球上充滿希望的天體生物學(xué)家中提出了疑問：從幾英里高的羽流中會(huì)爆發(fā)出什么?它們是否可能包含外星生命的跡象?它們?cè)跉W羅巴起源于何處?現(xiàn)在有一個(gè)新的解釋指出一個(gè)比預(yù)期更接近冰凍表面的源。

斯坦福大學(xué)，亞利桑那大學(xué)，得克薩斯大學(xué)和美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員提供的新證據(jù)表明，一些火山噴發(fā)可能不是源自歐羅巴海的深處，而是源自冰殼本身內(nèi)嵌的水袋。

研究人員利用美國(guó)宇航局伽利略號(hào)太空船收集的圖像，開發(fā)了一個(gè)模型，解釋了冷凍和加壓相結(jié)合如何導(dǎo)致冰晶火山爆發(fā)或水破裂。該結(jié)果于11月10日發(fā)表在《地球物理研究快報(bào)》上，對(duì)木衛(wèi)二潛在海洋的可居住性產(chǎn)生了影響，并且可能解釋了太陽(yáng)系中其他冰體的噴發(fā)。

生命的預(yù)兆?

科學(xué)家推測(cè)，隱藏在歐羅巴冰冷外殼下的廣闊海洋可能包含維持生命所需的元素。但是，如果沒有將潛水器送入月球進(jìn)行探索，就很難確定。這就是歐羅巴的羽翼之所以引起如此高度興趣的原因之一：如果噴發(fā)來自地下海洋，那么像美國(guó)宇航局即將進(jìn)行的歐羅巴飛剪機(jī)計(jì)劃的那種那樣的航天器可能更容易探測(cè)到這些元素。

但是，如果羽狀物起源于月球的冰冷外殼，它們對(duì)生活的熱情可能會(huì)降低，因?yàn)榫S持化學(xué)能量來為那里的生命提供動(dòng)力更加困難。在這種情況下，從太空檢測(cè)可居住性的機(jī)會(huì)減少了。

斯坦福大學(xué)地球與能源學(xué)院的博士后研究員格里戈?duì)?middot;斯坦布魯格說：“了解這些水煙的來源對(duì)于了解未來的歐羅巴探險(xiǎn)者是否有機(jī)會(huì)在不探測(cè)歐羅巴海洋的情況下從太空中真正探測(cè)到生命至關(guān)重要。”與環(huán)境科學(xué)(斯坦福大學(xué)地球)。

研究人員將他們的分析重點(diǎn)放在了Manannán，這是歐羅巴上一個(gè)18英里寬的隕石坑，是由與數(shù)千萬(wàn)年前的另一個(gè)天體撞擊產(chǎn)生的。由于這種碰撞會(huì)產(chǎn)生大量熱量，因此他們對(duì)冰殼內(nèi)水袋的融化和隨后的凍結(jié)如何導(dǎo)致水噴發(fā)進(jìn)行了建模。

德克薩斯大學(xué)地球物理研究所(UTIG)資深研究員，科學(xué)家唐恩·布蘭肯希(Don Blankenship)表示：“彗星或小行星撞擊冰殼基本上是一個(gè)大實(shí)驗(yàn)，我們正在使用它來構(gòu)造假設(shè)進(jìn)行測(cè)試。”歐羅巴評(píng)估和探空雷達(dá)：海洋到近地(REASON)儀器將在歐羅巴飛剪機(jī)上飛行。“ UTIG的極地和行星科學(xué)團(tuán)隊(duì)目前都致力于評(píng)估該儀器檢驗(yàn)這些假設(shè)的能力。”

該模型表明，在撞擊的后期，隨著歐羅巴的水變成冰，月球表面會(huì)形成鹽度增加的水袋。此外，這些咸水袋可通過融化少量咸淡冰的相鄰區(qū)域而在歐羅巴的冰殼中向側(cè)面遷移，因此在此過程中變得更加咸。

Steinbrügge說：“我們開發(fā)了一種可以使水袋橫向移動(dòng)的方法，這非常重要。” “它可以沿著溫度梯度移動(dòng)，從冷到熱，不僅在重力的作用下向下移動(dòng)。”

咸司機(jī)

該模型預(yù)測(cè)，當(dāng)遷移的鹽水袋到達(dá)Manannán火山口的中心時(shí)，它被卡住并開始凍結(jié)，產(chǎn)生壓力并最終導(dǎo)致羽流，估計(jì)羽流高度超過一英里。羽流的噴發(fā)留下了一個(gè)明顯的標(biāo)記：歐羅巴表面上的蜘蛛狀特征，這是通過伽利略成像觀察到的，并納入了研究人員的模型中。

“盡管鹽水袋遷移所產(chǎn)生的羽流無(wú)法提供對(duì)歐羅巴海洋的直接了解，但我們的發(fā)現(xiàn)表明，歐羅巴的冰殼本身是非常動(dòng)態(tài)的，”圖森亞利桑那大學(xué)研究生助理研究員喬安娜·沃伊特(Joana Voigt)說。 。

研究人員說，在Manannán形成的煙羽相對(duì)較小，這表明撞擊坑可能無(wú)法解釋基于哈勃和伽利略數(shù)據(jù)假設(shè)的歐羅巴其他較大煙羽的來源。但是，為Manannán噴發(fā)建模的過程可能會(huì)發(fā)生在其他冰冷的物體上，即使沒有發(fā)生撞擊事件也是如此。

沃伊格特說：“鹵水袋遷移并非唯一適用于歐羅潘隕石坑。” “相反，該機(jī)制可能為存在溫度梯度的其他冰冷體提供解釋。”

該研究還提供了有關(guān)歐羅巴冰凍表面和海洋可能有多咸的估計(jì)，這反過來又可能影響其冰殼對(duì)雷達(dá)波的透明度。根據(jù)1995年至1997年伽利略(Galileo)的影像進(jìn)行的計(jì)算顯示，歐羅巴的海洋可能是地球海洋咸度的五分之一，這將提高歐羅巴快船任務(wù)的雷達(dá)探空儀從其內(nèi)部收集數(shù)據(jù)的能力。

對(duì)于天體生物學(xué)家來說，這一發(fā)現(xiàn)可能令人沮喪，他們希望歐羅巴爆發(fā)的羽流可能包含有關(guān)內(nèi)部海洋維持生命能力的線索，因?yàn)檫@暗示著羽流不必連接到歐羅巴海洋。然而，新模型為深入了解歐羅巴復(fù)雜的表面特征提供了見解，這些特征受水文過程，木星引力的拉動(dòng)以及冰月球內(nèi)隱藏的構(gòu)造力的影響。

斯坦福大學(xué)地球物理學(xué)助理教授達(dá)斯汀·施羅德(Dustin Schroeder)說：“這使淺層地下物體-冰殼本身成為了一個(gè)令人振奮的地方。” “它開辟了一種全新的方式來思考地表附近水的情況。”