海洋鹹度適中,在土衛二上,生命可以存活

2023-05-28     天文在線

原標題:海洋鹹度適中,在土衛二上,生命可以存活

土衛二-生命的樂園?

土衛二生命探索

科學家們察覺到土衛二的冰面下有液態海洋。2005年,卡西尼號飛船發現土衛二的南極有液體在裂縫中間歇性噴出,同時在噴出的羽狀物中發現了水蒸汽,冰粒,鹽,甲烷,以及複雜的有機分子。圖片出自NASA/JPL/太空科學研究所

土星的衛星恩克拉多斯,冰面下有整片液態海洋。在2005年,NASA卡西尼號發現這顆小衛星的南極噴出羽狀的水蒸氣,同時也發現恩克拉多斯星的地下海洋含有熱能,礦物質營養素和有機物質,可以支撐生命存在。

麻省理工學院的研究院公布了新的研究,恩克拉多斯星的海洋是鹹的,甚至比地球上的還要淡一點。這一新發現加強了恩克拉多斯星上有生命存在的可能性。

康婉瑩(Wangyi Kang)領導的麻省理工大學的研究小組,能夠通過研究海洋上的冰蓋從而推斷出海洋中的含鹽量。並在2020年7月,這個研究小組將這一成果發表在《科學進展》雜誌上。卡爾梅拉.帕達維奇-卡拉漢同時在《新科學家》也上分享了這個研究成果。

卡西尼號飛船拍攝的土衛二恩克拉多斯星,圖片由NASA/ESA/JPL/SSI/卡西尼攝影團隊/卡耐基科研中心提供

土衛二海洋的含鹽量

在恩克拉多斯星,海洋的鹽度,矽酸鹽核和冰殼都對海洋動力學和宜居性有重大影響。正如雜誌中指出: 從意義深遠的生物學角度來看,恩克拉多斯星存在有廣泛的地下海洋,並且一直有不間斷的水岩交互,而這是生命生存的重要條件。我們研究了矽酸鹽核和冰殼中的熱能和鹽是如何影響海洋動態和熱能傳導的,並且保持了冰殼結構的平衡穩定性。

在細節層面,研究人員想知道冰殼厚度和海洋鹹度的關係。坦率地講,鹽度越高的次表層海洋在兩極應該有更厚的冰層,而越淡的海水意味著更薄的冰層。研究顯示土衛二海洋的鹹度中等。《新科學家》裡面寫到:

研究小組設計的理論模型解釋了衛星上的海洋鹹度,洋流和冰結構的關係。三者決定了冰的屬性厚度。通過各種場景的探索得出,冰層厚度和熱能及鹽度保持一致。

土衛二地下海的剖面圖,海洋鹹度可以讓生命存活。並且有證據顯示海洋底部有熱交換,就像地球上一樣。圖片來自NASA/JPL-Caltech/SwRI

鹽度不是唯一的要素

鹹度不是宜居的唯一條件,《新科學家》雜誌提到:

東英吉利亞大學的大衛.史蒂芬斯說行星上的冰和水直接決定了行星是否宜居。與此同時,鹹度是不是唯一條件。

土衛二兩極的薄冰

有趣的是,研究結果顯示土衛二兩極的冰比赤道要薄,這說明鹽度比較低。更確切地說,冰層的厚度暗示土衛二中一千克海洋中含鹽30克,比地球海洋含鹽量要低,地球為35g。

總而言之,這一切都讓生命存在成為可能。水是鹹的,像地球上的海,但是又不是很咸。土衛二上的環境提供了更多生命的可能。

麻省理工的康婉瑩領導小組研究土衛二海洋的鹽度 圖片由MIT提供

土衛二海洋底部的熱能

還有另外一個發現證明了卡西尼號早期數據的正確性。團隊發現了海洋底部有熱能輻射。卡西尼號早期在羽狀噴出物中分析出水蒸氣和有機物,都暗示海洋底部有熱液噴口。新證據更加符合這一發現,當然還需要更多研究。

在地球上,熱泉是不同種類有機物的綠洲,在幽深黑暗的海底為有機物提供了必須的熱能和營養素。

去年,科學家們從卡西尼號的數據中發現了更多甲烷存在的證據。是不是表明在土衛二海洋中存在甲烷有機物呢?

恩克拉多斯,土星的液態衛星,藝術一般的存在。南極噴出羽狀水蒸氣。新研究暗示恩克拉多斯上的海洋跟地球一樣,並且鹹度適中允許生命存活。 圖片引用自科學圖片庫/阿拉米圖片庫/《新科學家》

要旨:新研究顯示土衛二恩克拉多斯的地下海洋比地球鹽度要低一些. 這讓恩克拉多斯有機會成為孕育生命的搖籃。

BY:Paul Scott Andersonand

FY:李元影

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-tw/9e1e7dc58622f454c37330acd32f1609.html