在木星冰冷的月亮歐羅巴上，強大的噴發(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爆發(fā)出什么?它們是否可能包含外星生命的跡象?它們在歐羅巴起源于何處?現(xiàn)在有一個新的解釋指出一個比預(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)和美國宇航局噴氣推進實驗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。

研究人員利用美國宇航局伽利略號太空船收集的圖像，開發(fā)了一個模型，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》上，對木衛(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系中其他冰體的噴發(fā)。

生命的預(yù)兆?

科學(xué)家推測，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，那么像美國宇航局即將進行的歐羅巴飛剪機計劃的那種那樣的航天器可能更容易探測到這些元素。

但是，如果羽狀物起源于月球的冰冷外殼，它們對生活的熱情可能會降低，因為維持化學(xué)能量來為那里的生命提供動力更加困難。在這種情況下，從太空檢測可居住性的機會減少了。

斯坦福大學(xué)地球與能源學(xué)院的博士后研究員格里戈爾·斯坦布魯格說：“了解這些水煙的來源對于了解未來的歐羅巴探險者是否有機會在不探測歐羅巴海洋的情況下從太空中真正探測到生命至關(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放在了Manannán，這是歐羅巴上一個18英里寬的隕石坑，是由與數(shù)千萬年前的另一個天體撞擊產(chǎn)生的。由于這種碰撞會產(chǎn)生大量熱量，因此他們對冰殼內(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大實驗，我們正在使用它來構(gòu)造假設(shè)進行測試。”歐羅巴評估和探空雷達：海洋到近地(REASON)儀器將在歐羅巴飛剪機上飛行。“ UTIG的極地和行星科學(xué)團隊目前都致力于評估該儀器檢驗這些假設(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的方法，這非常重要。” “它可以沿著溫度梯度移動，從冷到熱，不僅在重力的作用下向下移動。”

咸司機

該模型預(yù)測，當(dāng)遷移的鹽水袋到達Manannán火山口的中心時，它被卡住并開始凍結(jié)，產(chǎn)生壓力并最終導(dǎo)致羽流，估計羽流高度超過一英里。羽流的噴發(fā)留下了一個明顯的標(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)生的羽流無法提供對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形成的煙羽相對較小，這表明撞擊坑可能無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，這反過來又可能影響其冰殼對雷達波的透明度。根據(jù)1995年至1997年伽利略(Galileo)的影像進行的計算顯示，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)的雷達探空儀從其內(nèi)部收集數(shù)據(jù)的能力。

對于天體生物學(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，因為這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。”