海洋卫星上的生命可能并不存在

海洋卫星上的生命可能并不存在

二十多年来,科学家们一直在想,外星生命是否在我们太阳系外的卫星的冰层下面繁盛起来呢?

像伽利略对木星的探测和卡西尼对土星的探测一样,太空船偶然发现了一些证据,证明它们的一些卫星隐藏着全球海洋,这些卫星受到它们绕轨道运行的巨大行星的拉动而变暖。而远洋探险家们在离家更近的地方发现了生命在海底地质特征周围黑暗中的动态群落。将两者结合起来,就很容易联想到充满微生物的外星海底。但是,新的研究正在更深入地研究岩石行星,并表明这些世界不仅在生物学上死了,在地质学上也死了。

该研究的主要作者、北卡罗来纳州立大学的行星地质学家保罗·伯恩(Paul Byrne)上个月在华盛顿举行的美国地球物理联盟(American Gesical Union)年会上说:“我们想知道,如果你在潜艇上,你能够在欧罗巴(木星的卫星)的洋底穿越会是什么样子。”

天体生物学家曾希望在这些海底发现加热的、富含矿物的海水向海洋喷涌,就像地球上的热液活动一样。在我们的海洋中,这些特征支持以微生物为中心的繁华社区,这些微生物可以热岩石和海水不断混合产生的化学物质为食。如果在外星海洋世界上发现类似的结构,那么在远离太阳的世界上发现生命的前景就变得更有可能了。

伯恩说:“我希望我们能描述火山链的样子,裂谷带的样子,然后我们就想,‘嗯,我认为他们不会在那里。’”

为了得出这一结论,研究小组将重点放在了岩石本身上,确定了以我们在地球上看到的两种方式来破坏岩石需要多少力量:正断层(在岩石被拉开时发生)和逆冲断层(当岩石被推到一起时发生,需要更大的力量才能产生)。岩石破碎所需的力越大,发生的地质活动就越少,这意味着理论上可以支持生命的新鲜岩石和外来海水之间的相互作用越少。

伯恩和他的同事们专注于四个外星海洋世界:木星的卫星木卫二和木卫三,以及土星的土卫二和土卫六。对于每一个这样的世界,研究小组都计算出了岩石的强度。虽然我们还不能回答很多关于这些世界的问题,但事实证明,岩石强度计算--通常在地球上进行采矿作业,是非常可行的。

这些计算是基于冰冷坚硬的岩石层的厚度,它位于一个不会破裂的温暖的糊状层的顶部。你可以把它当作脆弱的刚性层的厚度。它越厚,就越难破碎。

然后,研究小组还增加了其他数值,比如在一定深度的物体的重力,以及在卫星岩石表面上的水和冰的重量。即使它们包含了未知输入的一系列合理值,最终的计算结果也在每个卫星相同的一般范围内。

伯恩说,他在会议上介绍的这些初步结果表明,这块岩石如此坚固,以至于我们所知道的这些卫星上没有足够强大的力量来定期击破它。这是因为岩石上面的水和冰的重量很大。

研究小组研究的每一个卫星都显示了不同的计算岩石强度,但对于地质展示或可能的外星生命来说,结果并不是特别有希望。对于木卫二来说,似乎真的很难造成任何断裂或断层,然后一旦你看到土卫六和木卫三,这些数字高得离谱,在这些世界上什么都没有发生。

土卫二的岩石强度数字没有那么严峻,因为这颗卫星比其他三颗卫星小得多,这减少了其岩石表面上的水和冰的重量。在土卫二上,它的岩石核心是多孔的。如果这些毛孔凑巧排成一条线,它们就能把水带到卫星深处。在合理的范围内,土卫二实际上可能是湿润的。

与其他卫星不同的是,科学家们确实有证据表明,岩石和水在土卫二上相互作用。卡西尼号在穿过冰冷外壳的海水羽流,这一飞行识别出了有机化合物。

伯恩说,如果所有这些海底的岩石太坚固而不能定期破碎,那么很难想象在那里会发生什么事情。在地球上,影响海底的两个主要因素是大陆上的土壤冲刷和海洋生物的尸体下沉腐烂,而在这些海洋世界中,这两种情况似乎都不太可能发生。根据他的计算,这些岩石太强了,不能让卫星像水星一样收缩,也不会出现火山链或裂谷带。

伯恩强调这些不是最终结果。该小组仍在观察其他科学家对计算结果的反应,这项研究尚未发表。科学家可能需要几十年才能收集到真正验证这一想法所需的数据,这将需要在这些外星海底上使用地震计。

这些计算似乎极大地破坏了科学家们对这些世界的期望。他说:“如果我们错了,那很好,这就是科学的工作方式,这是伟大的,我们会接受它,我们会对此感到高兴。”

事实上,他说他对他自己团队的发现感到有点难过。伯恩说:“如果我们能找到有趣的东西,那就太好了,因为这些世界很酷,也许那里有生命,但如果我们是对的,这意味着我们确实需要重新考虑这些世界作为可居住的目的地或探索宜居性的目的地。”