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欧罗巴的咸水深处充满了食盐

木卫二混沌地形的创伤也包括普通的食盐,这可能为科学家们了解这颗卫星地下海洋的性质提供信息。

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图片来源:NASA/JPL-Caltech

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科学家们相当肯定木星的卫星木卫二拥有一个地下海洋,尽管他们从未见过它。

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隐藏在冰壳之下,研究人员对这个海洋的大部分了解都基于这颗卫星光滑、布满条纹的表面。木卫二没有山脉或大型陨石坑,但它遍布着被称作混沌地形的隆起和裂缝,科学家认为这是由于液态海洋上方的冰块移动造成的,类似于地球的板块构造。

通过使用哈勃太空望远镜窥探木卫二的表面,天文学家们发现了氯化钠的存在——也就是我们所熟知的食盐,这与使地球海洋如此咸的化合物相同。这可能表明木卫二的海洋比之前认为的更像地球或土卫二的海洋,并支持一些关于这颗卫星上热液活动的理论。

咸的结果

唯一近距离访问木星卫星的航天器是“伽利略号”,那是20世纪90年代末和21世纪初的事情。为了获得更新的视角,加州理工学院的萨曼莎·特朗博和她的同事们使用哈勃望远镜以可见光扫描了木卫二。这揭示了各种元素的电磁指纹,也称为光谱特征。其中一个指纹属于氯化钠,它最常出现在这颗卫星的混沌地形的创伤附近。研究人员在周三发表于《科学进展》杂志上的一篇论文中表示,这表明盐可能从地下海洋渗出。

混沌地形比木卫二表面的其他部分要年轻,科学家们认为这是由下方更深的液态或半液态层相互作用造成的,尽管具体细节仍有争议。所以,如果盐出现在这些特征附近,它很可能来自更深处。

天文学家们长期以来一直认为木卫二的海洋是咸的,但他们认为盐是基于硫酸盐而不是氯化物(化学家对盐的定义比普通厨师更广泛)。硫酸盐在太阳系木卫二所在的区域很常见,而且随着时间的推移,仅仅是水与海底相互作用,海洋就会变得富含硫酸盐。

地球和土星的卫星土卫二都拥有含有氯化物盐的海洋,并且它们的洋底有已知的或强烈怀疑的热液喷口。这种加热和由此产生的环流是水如何随着时间推移变得富含氯化物的关键。因此,如果木卫二也拥有氯化物盐海洋,它也可能拥有使海洋咸化的热源。

即使木卫二没有深海热泉,氯化物盐的存在也极大地改变了天文学家们对这片看不见的海洋化学成分的假设。

尽管像土卫二和木卫二这样的卫星是冰冻的,但科学家们认为它们是太阳系中地外生命的良好潜在栖息地。这些卫星与它们的巨行星之间的引力拉锯战可以使地下海洋保持液态,甚至可能驱动热泉,就像那些在地球最深、最黑暗的海洋中孕育生命的热泉一样。但生命可能存在并不意味着生命就一定存在,而且科学家们掌握的数据有限,难以进行深入研究。

数据缺乏使得科学家的理论目前仍然是初步的。尽管经过了几十年的研究,科学家们仍然不确定木卫二的混沌地形是如何形成的。而且,在没有热泉的情况下,也可能有其他方式形成含氯化物的咸海。但即将到来的任务,如美国宇航局的“欧罗巴快船”号和欧洲空间局的“JUICE”(木星冰卫星探测器),可能最终会揭示木卫二冰层下的情况,以及那片海洋是否蕴藏着外星海洋生命的潜力。

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编辑注 2019年6月13日:本文早期版本包含错误。哈勃观测的是可见光,而不是红外线,此前怀疑木卫二上存在的盐是硫酸盐,而不是硫化物。氯化物是热液循环的结果。

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