木衛(wèi)二冰冷的外殼下面，隱藏著深達(dá)160公里的廣闊海洋(圖片提供：NASA/JPL/DLR)
新浪科技訊,據(jù)美國國家地理網(wǎng)站報道，在一顆距離太陽數(shù)億英里遠(yuǎn)的恒星的海洋中，或許生活著像魚一樣的復(fù)雜生物�？茖W(xué)家認(rèn)為，在木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二冰冷的外殼下面，隱藏著深達(dá)100英里(約合160公里)的廣闊海洋，這顆衛(wèi)星的表面沒有陸地，完全被海洋所覆蓋。最新研究稱，木衛(wèi)二海洋的含氧量是科學(xué)家以前估計的一百多倍。
極有可能存在生命
實施最新研究的美國亞利桑那大學(xué)科學(xué)家理查德?格林伯格(RichardGreenberg)說，木衛(wèi)二的含氧量不僅僅可以支持只能在顯微鏡下才看得到的生命形式：從理論上講，至少有總計達(dá)300萬噸像魚一樣的生物可能生活在木衛(wèi)二。格林伯格說：“并不是說木衛(wèi)二上現(xiàn)在一定存在生命，但我們確實知道那里存在支持生命的物理條件�！苯衲�10月，在美國天文學(xué)會行星科學(xué)分會的會議上，格林伯格公布了他的研究成果。
美國伍茲霍爾海洋研究所生態(tài)學(xué)家蒂莫西?沙克(TimothyShank)表示，事實上，根據(jù)我們當(dāng)前對木衛(wèi)二的了解，這顆衛(wèi)星的海底部分區(qū)域應(yīng)該與地球深海熱泉周圍環(huán)境極為相似。沙克并未參加最新研究，他說：“如果木衛(wèi)二上不存在生命，那我才會吃驚呢�！彪m然科學(xué)家們做出了頗具前景的估計，但對木衛(wèi)二生命如何進(jìn)化進(jìn)行猜測還為時尚早。要搞清木衛(wèi)二上化學(xué)分子的分布情況，木衛(wèi)二的地質(zhì)歷史能否為生命存在提供機(jī)會等問題，則需要對其展開深入探究，或許，正在開發(fā)的美宇航局探測器能承擔(dān)這項使命。
木衛(wèi)二是意大利天文學(xué)家伽利略?伽利萊在1610年發(fā)現(xiàn)的，但是，直至美宇航局探測器“伽利略”1995年抵達(dá)木星系，科學(xué)家才能對木衛(wèi)二展開全面研究�！百だ浴碧綔y器的成果令科學(xué)家興奮不已，于是，美宇航局決定讓其在2003年撞向木星，以避免“伽利略”探測器污染此行的最重要發(fā)現(xiàn)之一：木衛(wèi)二表面的含鹽海洋。
木衛(wèi)二表面相對年輕
雖然“伽利略”并未直接發(fā)現(xiàn)海洋，但科學(xué)家依據(jù)木衛(wèi)二表面年代、化學(xué)構(gòu)成和結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)，相信上面一定存在海洋。格林伯格舉例說，照片顯示木衛(wèi)二表面閃閃發(fā)光，表明它相對年輕。格林伯格還是《揭開木衛(wèi)二神秘面紗：尋找木星海洋衛(wèi)星的生命》一書的作者。同太陽系中其他行星和衛(wèi)星一樣，木衛(wèi)二的歷史也有40億年之久。不過，木衛(wèi)二表面撞擊坑相對少，預(yù)示著冰冷的外殼可能只有5000萬年歷史。格林伯格說：“現(xiàn)在的木衛(wèi)二表面狀況完全不同于地球上恐龍滅絕時上面的狀況。”
木衛(wèi)二平坦的表面只有縱橫交錯的山脊，這種地質(zhì)特征表明冰冷外殼正被潮汐力拉長和壓扁。格林伯格解釋說：“我們習(xí)慣于將地球上的潮汐看作是只有在海岸邊才能看到的現(xiàn)象�！笔聦嵣希柡驮虑虻囊梢愿笠�(guī)模、持續(xù)地將整個地球壓扁和拉長。木衛(wèi)二體積同月球差不多，也會因潮汐力被拉展，不過不是被太陽，而是被巨大的木星引力。格林伯格稱，因潮汐力拉伸而產(chǎn)生的摩擦，可能令木衛(wèi)二表面溫度達(dá)到足以維持液態(tài)水的水平，即便它距離太陽有4.83億(7.78億公里)英里之遙。
溫度更高的海洋物質(zhì)可能會從冰層縫隙滲出，在表面結(jié)冰，與此同時，年代稍微久遠(yuǎn)的冰塊則會下沉融化，融入液態(tài)水中，結(jié)冰和融化的速率是一樣的。這種往復(fù)循環(huán)可以解釋木衛(wèi)二表面冰層看上去年輕的原因，也為表面氧氣滲入地下海洋打開了方便之門。當(dāng)木星磁場的帶電粒子撞擊冰層，便會形成氧。根據(jù)他對木衛(wèi)二結(jié)冰和融化速率的估計，格林伯格認(rèn)為表面氧氣首次到達(dá)下面的海洋可能需要10億至20億年之久。
“翻新”進(jìn)程生成大量氧氣
據(jù)格林伯格介紹，在這種循環(huán)進(jìn)程開始數(shù)百萬年后，木衛(wèi)二海洋的氧氣到達(dá)了當(dāng)前的水平??已經(jīng)超過地球海洋中的氧氣水平。這一時間限度的確增加了生命在木衛(wèi)二上扎根的幾率。一開始，最原始的生命形式不需要氧氣也能形成。格林伯格說：“氧氣往往會造成其他分子分解。所以，如果存在氧氣，像DNA這樣的遺傳材料反倒不能自由組合。正是氧氣存在的這種時間差，遺傳材料和結(jié)構(gòu)才得以形成。當(dāng)氧氣來到時，有機(jī)物至少已經(jīng)擁有了抵抗能力�！�
同樣，氧氣突然增多會殺死不適應(yīng)這種高度活躍元素的生命形式。如果氧氣姍姍來遲，有機(jī)物可以慢慢適應(yīng)，最終能承受高度活躍的氧氣，甚至是依賴??科學(xué)家認(rèn)為這一進(jìn)程就曾發(fā)生在早期地球上。
存在生命的幾個條件
格林伯格對木衛(wèi)二海洋含氧量的樂觀估計，以及因此做出的木衛(wèi)二可能存在似魚生物的猜測，取決于木衛(wèi)二表面冰層循環(huán)必須保持在一個相對穩(wěn)定的速率上??這種情況下是每隔5000萬年徹底“翻新”一次。不過，美宇航局噴氣推進(jìn)實驗室的行星科學(xué)家羅伯特?帕帕拉多認(rèn)為，這一過程更有可能斷斷續(xù)續(xù)，因此，含氧量比格林伯格估計的要低，進(jìn)而存在似魚生物的幾率也更低。帕帕拉多說：“或許，在5000萬年前，這種進(jìn)程速度飛快，現(xiàn)在趨于減速，變得更加遲緩�！�
帕帕拉多舉例說，木衛(wèi)二還要受到相鄰衛(wèi)星木衛(wèi)一引力的拉拽約束，木衛(wèi)一繞木星的運行軌道很古怪。這意味著木衛(wèi)一可能會以極端循環(huán)推拉木衛(wèi)二，導(dǎo)致木衛(wèi)二的潮汐摩擦忽高忽低。即便帕帕拉多的猜測是對的，氧氣也能到達(dá)木衛(wèi)二的地下海洋，雖然在數(shù)量上可能無法支持復(fù)雜的生命形式。他表示，由于冰的長期行為像是流體，表面元素可以通過固體冰到達(dá)木衛(wèi)二的海洋中。
帕帕拉多說：“可以想象‘熔巖燈’的畫面：一團(tuán)團(tuán)溫度更高的物質(zhì)不斷上升，一團(tuán)團(tuán)溫度更低的物質(zhì)不斷下沉，這其實就是發(fā)生在冰身上的現(xiàn)象??冰塊上升可能需要十萬年�！迸c此同時，如果木衛(wèi)二的潮汐運動斷斷續(xù)續(xù)，來自巖質(zhì)地幔的熱量和營養(yǎng)的發(fā)生速率會因此改變。帕帕拉多說：“假如木衛(wèi)二海洋存在微生物，如果每隔數(shù)十萬年溫度突然升高，化學(xué)物質(zhì)突然增多，這對微生物的進(jìn)化意味著什么？這可能會生成更頑強(qiáng)的微生物，但不一定是復(fù)雜的生命形式�！�
另外，木衛(wèi)二存在生命的幾率大小還取決于潮汐摩擦是否會令這顆衛(wèi)星的溫度一路升高至巖質(zhì)核心的高度。帕帕拉多說，如果木衛(wèi)二的固態(tài)核心確實很熱，“那么可能就有海底黑煙柱不斷向外噴射熱量和化學(xué)物質(zhì)，如果溫度不高，維持生命存在所需的被溶解的營養(yǎng)物數(shù)量會很有限。”
搜尋地外文明計劃(SETI)的天體生物學(xué)家辛西婭?菲利普斯(CynthiaPhillips)指出，事實上，即便木衛(wèi)二海洋中的含氧量極高，但鑒于用以維持生命所需的化學(xué)營養(yǎng)物的數(shù)量，這顆衛(wèi)星上也不可能存在大過細(xì)菌的生物。菲利普斯說：“雖然木衛(wèi)二上有巨型烏賊的想法的確令人激動不已，不過，那里不可能存在這樣大的生物�！�
對于一些科學(xué)家來說，木衛(wèi)二至少有微生物的說法就很有誘惑力，包括沙克在內(nèi)的研究人員認(rèn)為木衛(wèi)二上可能存在像地球上一樣的熾熱的海底熱泉。部分微生物能以海底熱泉化學(xué)物質(zhì)形成的氣體為生。在木衛(wèi)二上，這種化學(xué)物質(zhì)可能是食物鏈的基礎(chǔ)，水中的氧氣或許支持復(fù)雜生命形式。
沙克表示，將來有一天，探測器可能會被派到木衛(wèi)二，穿透冰層對地下海洋進(jìn)行勘測，這一定程度上就像是遙控潛水器深入地球上的海洋，尋找由看不見的海底熱泉釋放的營養(yǎng)物一樣。不過，科學(xué)家必須首先開發(fā)出可探查DNA、RNA和其他生命化學(xué)信號的傳感器。派到木衛(wèi)二的探測器一定要比現(xiàn)有模式更小、更輕，電池使用壽命更長，同時還要具備穿透數(shù)英里冰層的鉆探能力。沙克說，堅固耐用的通訊設(shè)備同樣必不可少：“即便到達(dá)目的地，發(fā)現(xiàn)了生命，如果不能將信息及時地傳遞出來，一切努力都將白費�！�
美宇航局探測任務(wù)
不過，美宇航局下一步探測木衛(wèi)二更有可能是發(fā)射軌道器而不是水下探測器，這也是美宇航局同歐洲航天局聯(lián)合任務(wù)的一部分。菲利普斯指出，外界雖對這種任務(wù)充滿期待，但它們卻要面臨諸多障礙。木星及其衛(wèi)星距離地球最近時，大概相距3.65億英里(約合5.88億公里)所以，按照目前的技術(shù)水平，到達(dá)木星系要用5到6年時間。
菲利普斯稱，如此遠(yuǎn)的距離讓太陽能探測器無法得到足夠的陽光照射，這樣，只能采用核動力實現(xiàn)這一目標(biāo)。他說：“如果你想繞木衛(wèi)二軌道旋轉(zhuǎn)，輻射最終會將探測器烤糊。即便最終到達(dá)木衛(wèi)二，幸運的話，也只能繞其軌道飛行兩個月時間�！迸僚晾啾硎�，美宇航局開發(fā)的木衛(wèi)二軌道器一定要保證堅固耐用，以便在因輻射或其他環(huán)境壓力停止運轉(zhuǎn)前，可以堅持運行一年左右的時間。
這種任務(wù)或許能找到木衛(wèi)二有復(fù)雜生命的確鑿證據(jù)，不過帕帕拉多稱，這也是只是科學(xué)家的樂觀看法。他說：“保守看法可能會問：木衛(wèi)二是否存在足夠多的化學(xué)能量以維持各個類型的生物體茁壯成長？這并非沒有可能，可首先要到木衛(wèi)二上看一看那里的實際情況�！�
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