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木星月球冰封的海洋富含氧气

木卫二内部的模型,包括一个全球海洋。如果木卫二的冰壳下有一个100公里深的海洋,它的深度将是地球上任何海洋的10倍,所含水量将是地球海洋和河流总和的两倍。

根据一项新的研究,木星卫星Europato的水中可能有足够的氧气来支撑价值数百万吨的鱼类。虽然勒诺博迪暗示木卫二上可能真的有鱼,但这一发现表明,木星卫星可能能够支持我们在地球上熟悉的生命,哪怕只是以微生物的形式。

木卫二大约有地球月球的大小,被约100英里深(160公里)的全球海洋包围,其冰壳可能只有几英里厚。根据我们对地球的了解,那里有水,就有生命的机会,所以多年来,科学家们一直猜测这颗木星卫星可能支持外星人。

随着我们对木星对其卫星影响的了解越来越多,欧洲上存在生命的可能性也越来越大。研究表明,月球可能有足够的氧气来支持我们在地球上最熟悉的生命。

表面的冰和所有的水一样,是由氢和氧组成的,从木星涌入的恒定辐射流与这些冰反应,形成自由氧和其他氧化剂,如过氧化氢。氧气的反应性是产生能量的关键,这种能量有助于多细胞生命在我们的星球上蓬勃发展。

尽管如此,研究人员仍然认为没有有效的方法将这种富含氧气的物质输送到木卫二的海洋中。科学家们认为,表面物质向下迁移的主要方式是受到宇宙碎片的影响,宇宙碎片会定期轰炸我们太阳系的一切。”

然而,过去的计算表明,即使在几十亿年后,这种“冲击式园艺”也永远不会导致冰壳中的含氧层深度超过33英尺(10米),无法到达底层海洋。

然而,新的研究表明,这个富含氧气的层可能比以前想象的要厚得多,可能覆盖整个地壳。亚利桑那大学图森分校月球和行星实验室的行星科学家理查德·格林伯格解释说,关键是寻找其他方法来搅动木卫二的地壳。

木卫二从木星到潮汐力的引力大约是地球从月球感受到的引力的1000倍,使木卫二弯曲和加热,使其在地质上非常活跃。这可以解释为什么它的表面看起来不超过5000万年——它的表面在那段时间经历了完全的翻转。

木卫二表面的一个主要重新浮出水面的过程似乎是形成了覆盖其至少一半表面的双脊。潮汐力可能是因为来自“可能是新冻结的海水”下方的新鲜冰向上推动并越过表面,在那里它会慢慢被氧化。

当山脊堆积在山脊顶部时,较老的物质被掩埋,将富含氧气的物质向下推。格林伯格计算,一二亿年后,仅这一过程就可以将氧化剂扩散到整个地壳,从而到达海洋。

其他机制也有助于激起欧洲的恐慌。部分表面可能会从下面部分融化,导致冰在冻结到位之前散开并翻滚。

大约40%的木卫二地壳似乎被随之而来的“混乱地形”所覆盖。此外,当物质从下面升起并扩大裂缝时,附近的表面会塌陷,掩埋一些物质。这些额外的过程可能有助于向下推动一些氧化剂,但辐射至少需要20亿年左右的时间才能使整个地壳充满氧气。

格林伯格发现,即使在最保守的假设下,当这种含氧地壳基础上的冰融化时,仅仅50万年后,海洋中的氧化剂水平就会达到地球海洋中的最低氧气浓度,这足以养活小型甲壳类动物。

在短短1200万年内,氧化剂浓度将达到与地球海洋相同的饱和水平,足以支持我们最大的海洋生物。”考虑到欧洲可能出现的低温和高压,在水达到饱和点之前,它实际上可能比地球海洋吸收更多的氧气。

格林伯格说:“我很惊讶这里能有这么多氧气。”

对所有这些氧气的一个担忧是,它实际上可能弊大于利。氧气的非凡反应性原则上可能会破坏被认为是生命起源的化学过程,而这可能是早期生命的一个方面。

在地球上,在大气中氧气充足之前,生命还有超过10亿年的进化时间,而这种延迟给了生物体充足的时间来发展遗传机制和物理结构,使它们能够利用氧气,而不是被氧气摧毁。

木卫二外壳中的氧气进入海洋之前的延迟时间为10亿至20亿年,与氧气成为问题之前地球上生命发育所需的时间大致相同,因此生命可能有足够的阿拉比特才能在木星上发育。格林伯格说,假设木卫二上的生命呼吸的阿特拉茨与地球上的鱼类相似,那里持续的氧气输送速度可以维持大约300万公吨的生命。

人们可能不必等到探测器降落在木卫二上才能探测到那里的氧气。格林伯格说:“地球上或轨道上的望远镜所做的光谱可以判断冰中混合了什么物质。”

格林伯格于5月6日在《天体生物学》杂志上详细介绍了他的发现。


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