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文章标题:零下170摄氏度也有生命存在?科学家:15公里深度又是一番天地

添加时间:2019-08-29 19:33:23

零下170摄氏度也有生命存在?科学家:15公里深度又是一番天地

凤凰威廉希尔      来源:太空伊卡洛斯

出品:太空伊卡洛斯

近日,NASA宣布开展木卫二快帆计划,且在今年4月份,欧洲航天局也批准了“木星冰卫星探索者”项目。两艘航天探测器将于2030左右抵达在最有可能存在生命的木卫二上进行研究观测。早期,人们普遍认为所有的生命能源都来自太阳,其他行星、卫星不太可能有生命存在。但是通过对地球海底的研究发现,生命也能依靠来自深海热泉产生的能量和分子燃料而产生,而非只能来自于太阳。

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科学家认为在木卫二冰冻的地表下有个海洋,那里有简单的微生物存在。因为它富含三个基本组成生命的要素:有效的生化分子,能量以及发生化学反应必备的水。而有效的生化分子可能来自于彗星的撞击以及卫星岩石内核深处。

“木卫二快帆”和“木星冰卫星探索者”都将携带特殊的雷达装置对地表冰层一探究竟。从20世纪70年代开始雷达就已应用于发现南极洲和火星上的冰下湖泊。因木卫二远离太阳,日照期间地表温度仅为-170°C。冰的温度越低就说明它越透明,因此这样的环境将非常有利于雷达的勘测。我们的研究目标之一是明确在多深的冰层下有液体海洋的存在,目前的猜想是在15-25千米左右,15公里深度又是一番天地。

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通过哈勃太空望远镜拍摄到的图片显示,在木卫二南半球有液态水如火山般从海底喷涌而出,这说明液态水可能更接近地表,也更易于获取。水在巨大的压力下会通过冰的裂缝和空隙以间歇喷泉的方式从地表喷发出来。在这过程中,有些水则不能完全到达地表就会填充在冰层的空隙和裂缝中形成与火星和南极洲类似的冰下湖泊。

如果它们真的存在,这两个项目将会发现一些特征并为将来有一天找到最佳着陆点,钻过冰层到达神秘的地下海洋打下坚实的基础。在行星或卫星附近环绕的航天器可以通过细微改变火箭的速度来探测物体在重力场中的微小变化,例如在山脉中密度大的岩石能够导致飞船被超重力拖拽。在地球上探测这种重力异常是为了了解地下结构,比如油田,金属矿床以及墨西哥奇克斯库鲁布摧毁恐龙的著名陨石坑。

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因此两艘探测器还将对重力异常进行探究,并为科学家进一步发现有趣的地下海底特征提供证据。一个细微受到重力异常影响的海底将会为潜在生命提供温床,说明那里有更多的热流流淌在卫星内部。为了最终能够在木卫二上找到生命,我们有一天还必须携带着潜水艇着陆在冰层上,并穿越过它。而这两艘探测器是否能发现最薄的冰层在何处也将是一个巨大的挑战。

木卫二靠近木星,这意味着宇宙飞船需要大量的燃料来改变速度使得它能够脱离行星巨大的重力场以顺利进入卫星轨道。“木星冰卫星探索者”将成为第一个在木卫三上执行该操作的航天器,一趟飞行并将消耗3000公斤的燃料。

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木星上存在大量的有害辐射也将对飞船在长期运行中造成不小的伤害。因此“木卫二快船”必须在木星的长轨道上运行,并不时地脱离辐射场。它的研究对象是木卫二,而非成为木星的探测卫星。木卫二缺少大气层也是一大难题,它使得我们无法使用隔热板和降落伞实现缓着陆,而这一切都必须依靠火箭消耗更多的燃料得以实现。而且没有大气层也无法为着陆器提供有效的防辐措施。

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即使实现了着陆,用核动力钻头钻穿数十公里犹如花岗岩般坚硬的超级冰层也是绝无可能的。因此人们正在考虑利用激光或核反应堆的热量等奇特的方法来消融冰层。另一个值得考虑的问题是,土卫二还处于一个原始的环境,在探测器完成这些复杂的任务时必须确保海洋不会被任何从地球上携带来的微生物所污染。无论如何,我们终将抵达那里,而最后一个要面临的挑战则是要确保我们的航天器或潜水艇不会被深海中的生物所吞吃掉。


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