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科學家:木衛二內部結構曾被改變,使其更有利于生命生存
2023/07/30

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木衛二內核受內外力量影響,長期處于對生命演化有利的狀態。

朱諾探測器拍攝的木衛二。NASA / JPL-Caltech / SwRI

木星的衛星木衛二歐羅巴可能沒有一個成形的內核。

即使有,它的形成時間也要比其余部分晚至少幾十億年。

這是亞利桑那大學行星科學家Kevin Trinh等人最新得出的結論。

木衛二是木星的第四大衛星。木衛二表面覆蓋著冰。

研究顯示在這個冰殼和巖石幔之間,可能夾著一個全球性的咸水海洋,且這個海洋中的水含量比地球還多。

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研究顯示木衛二上可能擁有生命適居環境,至少在它這個地下海洋中的某些地方。

木衛二的海底火山和熱液噴口也許能夠為生命提供熱量和有用的化合物。

但要證明這一點,我們必須先對木衛二內部的結構和演化特點有了解。

研究人員稱,木衛二本質上并不是一個水世界,它質量的90%仍是巖石和金屬。

1995年伽利略探測器通過分析木衛二的引力場發現,木衛二的內部結構和地球相似,都是由金屬核和巖石幔組成。

而后續的許多研究都是在假設木衛二在其形成時,或形成后不久,便出現了這種分層結構的前提下完成的。

但Trinh等人的研究結果卻顯示,在木衛二演化史上的很長一段時間內,它可能并沒有一個成形的金屬核。

2021年,有科學家在重新分析了伽利略探測器的數據后發現,木衛二內部靠近其中心的部分,質量要比人們之前認為的低。

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這讓人們開始懷疑木衛二是否真的有一個成形的內核。

懷疑的理由之一是,由于木星系和太陽的距離,比地球和太陽的距離遠很多,木衛二形成時的環境溫度也要比地球形成時的環境溫度低很多。

這意味著組合成木衛二的物質聚集在一起時,可能不是處于熔融狀態的,它們也不會隨后的時間里很快分離,形成清晰明確的圈層結構。

這一次,Trinh等人通過計算機模擬發現,假設木衛二演化初期環境溫度在零下73攝氏度至26攝氏度之間,那麼在其長達45億年的‬演化過程中,前50萬年會通過化學反應從巖石幔中析出水,逐漸形成海洋和冰殼。

而它的金屬核,如果存在,也是在其形成后至少10億年才開始出現的。放射性元素衰變和木星引力潮汐擾動產生的熱量,還‬會使金屬核長時間保持在半熔融狀態,難以成形。

所以今天的木衛二可能仍于處內部結構逐漸分層的過程中。

但這種狀態,可能反倒有利于木衛二保持生命的適居性。因為半成形的金屬核,能夠通過巖石幔,向海洋傳遞一波又一波的熱量脈沖。

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