紫台专家解剖“木卫二”166公里厚冰水层中可能有生命

十多年来，科学家们对木卫二兴趣有增无减，原因是他们怀疑木卫二很可能有生命存在。作为地球的“备用”星球之一，木卫二也有蔚蓝的大海，只是它的“陆地”被厚厚的冰层代替。
木卫二的内部结构怎么样？它有着什么样的神秘面纱？经过半年多的研究，中科院紫金山天文台研究员季江徽与其博士生晋升，重建了木卫二的结构模型，提出木卫二具有核、幔、壳层圈结构，内核可能由铁（Fe）和硫化亚铁（FeS）的混合体组成，并测算出木卫二外部的冰水层可能厚达166公里。
外部冰水层达166公里
整个行星是如何组成的？
外部冰水层达166公里
木卫二和地球一样是层圈结构，最中间是固体核，而后是幔，最外面是壳。
季江徽说，依据伽利略探测器对木卫二引力场的测量，相关研究者给出了木卫二的内部结构模型——由内核、硅酸盐幔和外部的冰水壳层组成。
有科学家认为，木卫二的内核可能由铁核组成，还有科学家认为由硫化亚铁组成。
“我们提出了一种新想法，或许木卫二的内核是由铁和硫化亚铁混合体共同组成的。”季江徽说。季江徽的团队对木卫二的内部结构进行了重新建模研究。“木卫二的质量、体积、大小都是已知的，那么就可以推算出木卫二的平均密度，从而建立模型。而后，通过质量方程、静力学方程物态方程等，对压力、密度等基本物理参数进行演算，可以计算出，模型的半径和实际上木卫二的半径是否吻合。”
通过半年多的精密计算，季江徽的团队得出在这个混合内核模型中，内核半径为571公里，硅酸盐幔厚达832公里，外部液态冰水层厚达166公里（与木卫二半径1569公里基本吻合）。
据了解，核、幔和冰水层所占的质量比分别为12%、78%和10%。与完全铁质内核的模型相比，液态冰水层所占的质量的比例高了2%左右。
神奇行星观测不到陨石坑还有“冰火山”喷发“木卫二是木星的第四大卫星，比月球稍小一些。是伽利略于1610年发现的四颗卫星之一，离木星第二近，两者相距约67万公里。”哈勃望远镜观测认为，木卫二有一个含氧的稀薄大气层。要知道，太阳系中拥有大气的卫星并不多，比如土卫六、木卫一、木卫二、木卫三和海卫一等。而木卫二的秘密，可远不止这些。
据美国国家宇航局“伽利略”号探测器观测发现，木卫二表面有很多弯曲的褐色条纹，就像茶叶蛋表面的裂缝一样。让科学家们感到好奇的是，除了一串串条纹外，木卫二表面光滑得很，看不出什么被陨石撞击过的痕迹。
“你看月球有很多陨石坑，地球上也有很多陨石坑，木卫二作为太阳系的成员之一，肯定被飞来的小行星砸过，但这些伤痕，为何探测器观测不到？很有可能是因为木卫二有液态水。”季江徽说，撞击之后，木卫二内的水能很快补充上来，覆盖陨石坑。“所以，过了一段时间，这些陨石坑迹就被自动‘修复’了，然后又变成冰，被覆盖了。”
那么，是什么力量，让木卫二的冰变成了水？
由于木星的引力很强大，木卫二绕着木星运行的轨道几乎成圆形，而且自转和公转的时间都差不多。不仅如此，木星对木卫二的潮汐摩擦力，足够可以使得木卫二内部变热，从而让冰变成水，甚至变成“冰火山”。“冰和液态水从木卫二表面喷发，场面就像地球上的火山那样。”不过在引力作用下，这个冰火山并不会被甩出去。除了木星的潮汐摩擦力外，还有一种观点认为，木卫二深海中就有大量的热能，足够可以使得冰层融化。
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木卫一有真火山喷发
木卫二喷的是冰火山，而木卫一喷发的是真火山。据美国宇航局伽利略号探测器拍摄，木卫一是整个太阳系中已知火山活动最为剧烈的天体，它的直径还不到地球直径的1/4，但是它所喷发的火山岩浆相当于地球上所有火山岩浆喷发总量的100倍以上。在木卫一的地表之下约30~50公里深处存在一个厚度约为50公里的熔岩海洋。在木星的潮汐摩擦力下，木卫一不断地有火山喷发。
专家解密
探测器曾听到冰下有声音
液态水里会不会有生物？
探测器曾听到冰下有声音
美国宇航局发现，木卫二的地表冰层下方大约3公里处，有巨大的咸水湖泊。这个被冰覆盖的“蓝色海洋”，是科学家们的兴奋点，被认为可能具有潜在的生命孕育所，同时也被认为是除了地球之外太阳系中最适合生命生存的环境之一。前不久，潜水科学家在巴哈马群岛的三个蓝洞海洋深渊中，发现了微生物热区，其中多数微生物都是新物种，它们能够以硫化合物为食。
据介绍，巴哈马群岛最深的蓝洞“迪安洞”深202米，最早期的排水口形成于冰河时期，当时海水都以冰水形式存在，从而导致海平面比现今下降大约122米。该时期的淡水雨侵蚀着沿海石灰岩形成洞穴，当地球气温再度升高以及海平面上升，多数石灰岩洞穴倒塌并填充满海水。在现今的蓝洞最深处缺少氧气，阳光仅能抵达海面。少量的高密度淡水经常覆盖蓝洞的盐水，两种形式的水在这个相对隔离的环境出现混合。这种环境状况意味着蓝洞脱离了生物和食物多样性。然而在不适宜生物存活的海底也具有复杂的生态环境，其中包括：虾、水栖螨虫、桡脚类动物和其他甲壳类动物，以及很多奇特的生物。
木卫二上的情形也差不多，专家们推测，或许木卫二的海洋中也有某些奇特生物。而且，探测器伽利略号在距木卫二上空400千米掠过时，曾收到其冰层下发出的吱吱叫声。
经科学家们分析研究，这种叫声与地球海洋中海豚发出的声音相似，误差率仅为0.001%。科学家们推测，如果木卫二上真的有生命，它们最有可能与地球上的海豚相似。
小机器人[19.89 -0.40% 股吧研报]将穿冰层“下海”未来将如何展开科学探测？
小机器人将穿冰层“下海”
据了解，季江徽等人对木卫二内部结构的重建，对未来木卫二的探测很有帮助。“如果将来要放小机器人去探测，小机器人得钻到多深才行？这样的演算很有帮助。”专家说。未来，中国有没有计划对木卫二进行探测？季江徽一直笑而不语。他说，火星距离地球是1.52个天文单位，探测器从地球抵达火星需要9-10个月，按此推算探测器从地球抵达木星至少需要五六年的时间。而且，需要借助其他行星的力量才能飞抵木星。
尽管飞往木星难点多多，但依然挡不住科学家们探测它的脚步。
据介绍，美国宇航局和欧空局正在研制名为木卫二木星系统任务的探测器，计划将于2020年发射升空，2026年到达探测区域，预定工作期限为三年。探测器由两个轨道器组成。美国负责携有相机、光谱仪和强大雷达系统的木卫二轨道器。当其进入环绕木卫二轨道开展探测工作时，雷达系统可以穿透木卫二冰层，计算出冰层厚度，其他仪器将研究海洋生物迹象。
俄罗斯也有木星探测计划，俄罗斯参与欧空局2015年至2025年的一项空间研究计划，以便登陆研究木卫二，寻找简单的生命形式。
专家说，“到时候，将有小机器人钻穿冰层，沿着缝隙进入海洋的孔道，对木卫二的海洋生物进行寻找。”当然，到木卫二上的小机器人要求非常高，它不能把地球的污染带入木卫二中。

amiferous	2012-03-21 13:56
沙发，

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