太陽系的“超級水庫”,液態水是地球的10倍! 會生成外星生命嗎?

Mondo 科學 更新 2024-01-29

三分鐘談科普

根據人類探索外星人的定律:行星上水的存在與它是否相對宜居或存在高概率有關。

事實上,我們碰巧有一顆衛星,我們周圍有大量的水木衛三。

隱藏在冰蓋下的是一片廣闊的鹹水海,其中液態水的量是地球的10倍以上這讓人懷疑它是否會成為人類的第二個宜居之地,或者產生外星生命。

木衛三)木衛三是一顆圍繞木星執行的衛星,直徑為5,262公里比水星還大,它是太陽系中第九大天體。 雖然它的質量和體積遠不如地球,但它的質量仍然是月球的兩倍。

它的平均密度為 1936 克立方厘公尺,即 551克立方厘公尺要小得多,說明其成分主要是輕質物質,如冰和岩石。

木衛三是太陽系中唯一已知的具有磁層的衛星,磁層可能是由金屬核心的對流運動產生的。 木衛三的磁場強度約為08、雖然不到地球的五分之一,但大小卻是月球的150倍。

它自身的磁層與木星的磁場相互作用,產生複雜的磁重聯和等離子體現象,這也導致在木衛三的兩極形成極光。 木衛二的極光是由電子和氧離子激發的,其顏色主要是紫色和藍色。

木衛三的大氣層非常稀薄,主要含有氧氣,但也含有少量的氫氣、水蒸氣和二氧化碳。 大氣層主要是由太陽輻射、宇宙射線和木星磁場的粒子對地表冰的侵蝕產生的,其中的氧氣被水分子分解,但濃度非常低。

雖然大氣中是否存在電離層尚不確定,但一些研究認為木衛二的電離層是由木星的磁場和太陽風的影響形成的。 木衛二的內部結構非常複雜,其最外層是一層約150公里厚的冰層,主要由水冰組成,也可能含有一些氨、甲烷、硫等物質。

冰層之下是深約1000公里的鹹水海洋,其中含有大量的鹽、礦物質和溶解氧。 海洋之下是一層厚約700公里的矽酸鹽巖,主要由橄欖石、輝石、石英等礦物組成。 最內層是直徑約900公里的金屬芯,主要由鐵和鎳組成,也可能含有硫、碳、氧等一些元素。

伽利略於 1610 年首次觀察到木衛三,後來被希臘神話中的人物西蒙·馬呂斯命名為木衛三,宙斯的情人和飲酒者。 這個名字從20世紀中葉才被廣泛使用,但隨著越來越多的木星衛星星座被發現,為了方便起見,它們都被稱為“歐羅巴+數字”。

木衛二是人類探索太陽系最重要的目標之一,從先驅者10號開始,已經有幾艘太空飛行器近距離經過木衛三,其中最重要的是伽利略號,它在2024年至2024年間六次飛越木衛三,拍攝了高解像度影象,發現了木衛四的地下海洋和磁場。

目前,歐洲航天局已於2024年4月成功發射木星冰月探測器,並計畫於2024年到達木星軌道,對木衛三進行詳細的觀測和研究。

木衛三最顯著的特點是它有乙個巨大的地下海洋,這是科學家在2024年3月12日宣布的一項重大發現,基於哈勃太空望遠鏡對木衛三極光現象的觀測和分析。

因為極光可以反射恆星的磁場,但科學家發現木衛三的極光有輕微的偏移這表明木衛二的磁場受到某種導電介質的影響,這種介質很可能是地下的鹹水海洋。

最初估計木衛三的地下海洋大約有100,000公尺深,在150公里的冰層下。 這些冰層分為兩層,上層是普通冰,下層是高壓冰,它們之間夾著一層液態鹽水。

但是哈勃望遠鏡估計海洋的深度為400公里,並且有科學家懷疑木衛三可能是由三大洋疊加形成的,每大洋總體積約150億立方公里,每洋400公里木衛三是地球上所有海洋總和的30倍,使木衛三成為太陽系中含水最多的物體。

那麼木衛二的水是如何形成的呢? 要回答這個問題,我們需要分析木衛二的歷史和演變。

木衛二形成於太陽系形成的早期,大約46億年前,由木星周圍的原行星盤的塵埃和氣體凝結而成。

當時,木星周圍的溫度非常高,導致木衛三在表面和內部都融化了。 木衛三的內部由鐵、鎳、矽酸鹽和水等物質組成,其中水約佔總質量的 50%。 由於水的密度低於岩石,它會遷移到外層,形成覆蓋岩石層的厚水層。 鐵和鎳遷移到內層,形成金屬芯。

隨著時間的流逝,卡莉絲塔逐漸冷卻,表面的水層開始結冰,形成了一層冰殼。 那麼為什麼這種水不會結冰呢? 由於木衛二受到木星強大引力的影響,它不斷變形,產生巨大的潮汐力。

這些潮汐力在木衛二內部產生摩擦和熱量,使木衛四的內部足夠溫暖,足以維持液態海洋而不會完全凍結,從而形成鹹水海洋。

木衛二海洋中的水是如何變鹹的? 這是因為在木衛三的冰殼和岩層之間有一種叫做水合矽酸鹽的物質,它是由水和矽酸鹽結合而成的。

當水合矽酸鹽受到高溫高壓的影響時,會分解成水和矽酸鹽,同時釋放出一些鹽類和礦物質,如氯化鈉、硫酸鎂、碳酸鈣等,這些鹽類和礦物質會溶解在海洋中,使海洋的鹽度增加。

木衛二海洋中的水是否含有氧氣? 這是乙個非常重要的問題,因為氧氣是生命的基本元素之一。 木衛二海洋中的水確實含有一些氧氣,這些氧氣是由兩種途徑產生的。

一種是太陽輻射、宇宙射線和木星磁場粒子對木衛二冰殼的侵蝕,其中水分子被分解成氫氣和氧氣,這些氫氣和氧氣沉積在冰殼的裂縫中,然後通過裂縫滲透到海洋中。

另一種是由於木衛二的海洋和岩層之間存在一種叫做蛇紋石的物質,這種物質是由水和橄欖石反應形成的。 當蛇紋石經受高溫和高壓時,它會分解成水和橄欖石,同時釋放出一些氧氣,這些氧氣也會溶解在海洋中。 但有無生命,還得等待科學家的進一步研究和探索。

歐羅巴有水,這是一大優點。

然而,水並不是唯一的條件,還有許多其他因素需要考慮,例如溫度、大氣、磁場、輻射、重力等。 讓我們來看看歐羅巴在這些領域的表現。

首先是溫度。 木衛三的表面溫度極低,平均在-160攝氏度左右,這是人類無法忍受的。 這意味著人類要想在木衛二上生存,他們必須穿上特殊的衣服來保護他們免受寒冷和壓力,或者建造一些溫暖和密封的基地。 這是對人類科技和資源消耗的極大考驗。

其次,氣氛。 木衛三幾乎沒有大氣層,只有一層極薄的氧氣,氣壓只有地球的百萬分之一。 這意味著為了讓人類在木衛二上呼吸,他們必須攜帶氧氣罐或使用木衛二的水來產生氧氣。

而且,如果沒有大氣層的保護,木衛三表面將受到木星和太陽風的強烈輻射,對人類健康和安全構成巨大威脅。 木衛三是唯一有磁場的衛星,這是乙個很大的優勢,因為磁場可以為Calmede提供一定的屏障,以抵禦一些外來的帶電粒子。

然而,木衛二的磁場也有乙個缺點,那就是它與木星的磁場相互作用,產生強大的電流和電壓,這會對木衛三的表面和內部造成一些干擾和破壞,如極光、火山、**等。 這對人類活動和裝置來說都是乙個巨大的挑戰。

木衛二的重力約為地球的 015 倍,這對人類來說是乙個很小的值,可以讓人類在木衛二上輕鬆跳躍和移動。 然而,長期生活在低重力環境中也會對人體造成一些負面影響。 這就需要人類定期做一些運動和**來維持身體的健康。

木衛三受到木星強大引力的影響,會不斷變形,產生巨大的潮汐力,這將導致木衛三的**和火山活動非常頻繁,對人類的建築和設施構成極大的威脅。 最後來,木衛三受到木星磁場和太陽風的影響,不斷受到高能粒子的轟擊,會對人類健康和安全造成嚴重危害。

如果人類想要搬到木衛二,他們將不得不克服這些困難,這將需要非常先進的技術和巨大的投資。 人類可能需要建造一些特殊的防護室或基地,將外界與寒冷、真空、輻射等危險因素隔離開來,同時提供足夠的氧氣、水、食物和能源等必需品。

綜上所述,歐羅巴並不是乙個適合人類居住的地方,其環境條件和自然現象給人類帶來了許多困難和危險。

然而,這並不意味著人類不能使用木衛二的資源,如水、礦產、能源等。 如果人類能夠開發出一些先進的技術和裝置,或者與木衛三可能的生命形式進行一些交流和合作,那麼木衛三就有可能成為人類探索太陽系的重要基地和夥伴。

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