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罕见的北极泉为木星的卫星木卫二提供了线索

木卫二的表面。那里富含硫的物质沿着地质特征集中,可能反映了地下海洋的成分。来自伽利略号上固态成像仪器的图像。

北极地区世界其他地区上空异常罕见的泉水可能是地球上欧罗巴的小版本,帮助科学家描绘神秘的木星上的生命可能面临的情况。

木卫二被富含硫的物质覆盖,这些物质集中在其结冰表面的裂缝和山脊上,这可能是我们目前所掌握的关于其隐蔽的地下海洋组成的唯一线索。冰中的这些化合物甚至可能含有从下面的海洋向上迁移的有机物质。

美国国家航空航天局喷气推进实验室的天体生物学家Damhnait Gleeson说:“木卫二的液态水层体积是地球所有海洋总和的两倍,这是一个巨大的潜在宜居环境,不是过去的数十亿年,而是现在的数十亿年。”“海洋的组成直接控制着我们对环境宜居性的看法,我们对微生物生命是否能在那里生存的理解,如果能,它可以利用什么代谢途径或地球化学辐射来获得能量。”

伽利略太空探测器的光谱仪捕捉到了木卫二的近红外信号,这是一种“光谱指纹”,可以帮助识别这些物质是什么,就像特定的颜色组合可能有助于识别一幅画一样。然而,到目前为止,还不确定哪种化合物的确切混合物与这个指纹相匹配。

为了帮助识别木卫二上的神秘化合物,Gleeson和她的同事调查了地球上潜在的模仿者。富含硫的泉水和冰川冰的结合在地球上非常罕见,但研究人员在加拿大北极高地的埃尔斯米尔岛发现了一个,在那里,博鲁普峡湾的泉水用硫、石膏和方解石将周围的冰川染成黄色。

温尼伯大学研究火星类似物的地质学家Ed Cloutis说:“我们在寻找木卫二之类的陆地生物时受到了很大的限制,因为环境非常不同,但他们发现的地点可能与我们即将发现的地点相似。”

2006年夏天,在为期两周的考察中,研究人员用背包光谱仪在接近冰点的温度下分析了这些泉水的样本,乘坐小型飞机飞往山谷,然后乘坐直升机往返于营地。

Gleeson回忆道:“前三天雨下个不停,但之后天气转晴了——这让我们松了一口气——我把我的光谱仪拖到了冰川上。”“我不确定光谱仪在我背上有多重,‘盒子里有70磅’,但我只知道,当我戴着它在齐腰深的雪地里涉水时失去了平衡,几乎不可能再站起来了。不过,其他人看着我很有趣。”

科学家们不仅检查了现场的样本,还调查了这些材料在不同尺度上的表现,从轨道遥感数据到高分辨率实验室分析。冰川冰的光谱性质被证明与木卫二上看到的物质相似。

Gleeson说:“这些结果代表了首次在陆地环境中检测冰上硫矿物的数据。”“这些新数据提高了我们在其他位置正确识别这些矿物的能力。”

Gleeson说,通过实验室分析看到的冰川冰的次要成分,如石膏和方解石,部分或完全未被探测到,这是解释行星任务期间收集的光谱时必须考虑的发现。

“正在为未来任务开发的技术可能会受益于在这种与木卫二相关的环境中进行的现场测试,”Shenote说。

这个北极的位置并不是木卫二的完美类比——山口的温度更高,辐射更低,氧气无处不在,影响着化学反应。Gleeson指出,在非常低的温度下收集电弧材料的光谱可以使它们作为欧洲光谱更有用,而对它们进行辐射可以帮助确定它们是否可能是木卫二非冰材料的前身。

任何确定欧洲潜在宜居性的任务都需要航天器既能独立于地球运行(考虑到所涉及的可信距离),又能在表面找到理想的探索地点。如果木卫二上有生命,这个北极地点可能会提供重要线索,说明在任何发送到那里的探测器资源有限的情况下,应该关注什么。

Cloutis没有参与这项研究,他说:“我们可以看看是否以及什么样的生物可以在那个岛上生存,那里是周围最恶劣的环境之一。”“了解生命是如何生存的,以及生物学如何与地质相互作用,为在木卫二寻找什么提供了线索。”

Borup Fiord Pass探险队的发现于3月6日在线发表在《环境遥感》杂志上。


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