木卫三:太阳系大水库,液态水是地球10倍!可能产生外星生命吗?

蝉说春秋 2024-02-26 12:15:34

地球总水量为13.86亿立方千米,表面被71%水覆盖,所以我们常常将地球比喻成“蓝星”,寓意水资源非常丰富的星球。

在以前,我们甚至会幻想,如果外星文明进攻地球,会不会就是冲着水资源来的?

现在我们知道了,宇宙中富含水资源,在我们的太阳系中,就有一颗储水量惊人的卫星,地球上的总水量在它面前,差的实在太多了!

从地球生命的演化历史来看,甚至在这颗卫星庞大的地下海洋中,不排除有生命的可能性。

它就是木卫三。

木卫三是木星众多卫星中体型最大的一颗,它的直径高达5262公里,而作为行星的水星,它的直径为4880公里,一颗卫星比行星都大,要不是木卫三被木星“俘虏”,没准会加入行星大家族。

1995年12月,伽利略号成功抵达木星,并且对木卫三展开近距离观测,通过红外线成像光谱仪、微波辐射计等先进设备的一顿操作,人类首次详细观测到了木卫三表面的山脊、峡谷、撞击坑等地质特征。

木卫三有地下海洋

木卫三平均密度是1.936克/立方厘米,但它的体型很巨大,说明组成木卫三的主要成分是冰和岩石,其中冰体质量占其总质量的46%以上。

从极光光谱分析的信息来看,木卫三从外到内的结构为冰层、地下海洋、岩石层和金属核心。

冰层厚度约为150公里,主要由水冰组成,附带占比很小的氨、甲烷、硫等物质,因木卫三表面温度极低,平均温度约-174℃左右,所以表面的冰层不仅厚,而且更加坚硬。

地下海洋深度约1000公里,水量约为150亿立方千米,内部含有大量的盐分、矿物和氧气,地球总水量13.86亿立方千米和木卫三相差甚远,实在是颠覆了以往认知,木卫三配得上“太阳系超级水库”的称号。

岩石层厚度约700公里,主要由橄榄石、辉石、石英等矿物组成。

金属核心厚度约900公里,主要由铁、镍组成,附带含量较低的硫、碳、氧等元素。

不过也有科学家猜测,木卫三的地下海洋属于多层结构,可能由三个海洋叠加形成,每层深度约400公里,合计约1200公里,就像千层饼一样。

木卫三的水是如何形成的?

在木卫三的原始物质中,水含量占比高达50%,46亿年前,木卫三逐渐汇聚成型后,因处于熔融状态,较重的元素逐渐下沉,由于水的密度比岩石小,所以内核主要为铁和镍,接着是一层冷却后的岩石,因木卫三逐渐冷却,温度降低后,外层液态水逐渐结冰,形成了如今这般厚厚的冰层。

木卫三本身的潮汐运动会产生热量,再加上内核热量,并非所有的液态水都会凝结成冰,于是形成了一片地下海洋。

至于为什么是咸的,因为水合硅酸盐在分解过程中会释放盐分和一些矿物质,这些盐分溶解后逐渐增加了海洋的咸度。

木卫三地下海洋中,有没有可能存在生命?

要探讨木卫三地下海洋中是否可能存在生命,就需要了解地球海洋生命的诞生过程。

1953年,芝加哥大学的米勒将水(H2O)、甲烷(CH4)、氨(NH3)、氢气(H2)与一氧化碳(CO),放在密封无菌的玻璃管和烧瓶内。

米勒在模拟了原始地球的环境后,发现仅仅过了一周,容器内就出现了以甘胺酸为主的氨基酸,此外还有糖类、脂质与其他一些可构成核酸的原料。

实验结果公布后,科学家恍然大悟,原来这就是地球生命的诞生过程。

后来一些科学家丰富了此理论,发布了更加详细的“海底生命热泉口”假说,大概意思是,海底热泉的高温,让一些物质形成了氨基酸,而这些氨基酸在热泉口岩石孔洞中无法散逸出去,恰巧随机组合了原始生命。

海底热泉喷发出的物质,可以帮助原始生命成长,于是在漫长的岁月后,原始生命演化出了细胞膜,从此离开了海底热泉口,朝更远处的海洋游去。

木卫三是太阳系中已知的唯一一颗拥有磁圈的卫星,虽然磁场强度不高,但也能削弱宇宙辐射攻击,抵挡一些外来带电粒子,这对生命繁衍十分重要。

此外,在内核热量和潮汐力的双重作用力下,木卫三拥有的液态水就不必多说了,木卫三才是太阳系真正的“水球”。

至于氧气,木卫三的地下海洋中也存在一些,外部厚厚冰层被太阳辐射、宇宙射线和木星磁场粒子侵蚀后,被分解的氧气或多或少会通过缝隙渗透入地下海洋,并且据科学观测,地下岩石层中有一种水和橄榄石反应而成的蛇纹石。(蛇纹石:含水的富镁硅酸盐矿物的总称)

在蛇纹石被分解成水和橄榄石的过程中,部分氧气也会溶解在海洋中,并且现代仪器发现木卫三表层存在一些有机化合物,它们可能是通过裂缝或喷发进入表层的,所以木卫三的地下海洋中,有很大可能存在有机物,并且在漫长的岁月中,或许真的进化出了生命。

当然了,这一切都是假设,目前人类对木卫三的了解还不充足,欧洲航天局计划发射探测器,于2030年到达木星轨道后,对木卫三进行新一轮的观测和研究。

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