如果木星的卫星木卫二或土星的卫星土卫二上有生命，那么它可能存在于深海热液喷口

黄俊琼

2022年，美国国家航空航天局的朱诺号宇宙飞船拍摄到了结冰的木星海洋卫星木卫二。（图片来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院/SETI研究所）

据美国生活科学网站（Keith Cooper）：新的计算机模拟显示，低温热液喷口可能在木星的木卫二等卫星的黑暗海底存活数十亿年，因为天体生物学家正在努力弄清楚这些外星海洋是否适合居住。

热液喷口既是化学能和热量的来源，也是地球上生命起源的可能地点之一。行星科学家推测，木卫二和木卫三等木星卫星以及土星卫星恩克拉多斯的冰下海底的热液喷口可能有助于温暖这些海洋，并启动生命的生物化学。

问题是，这些喷口的建模集中在极端高温的喷口上——由火山活动驱动的“黑烟”。虽然这些超级热喷口可以从地球的热芯中吸取能量，但结冰的卫星没有热芯，这意味着这些喷口是否能存活足够长的时间，为生命创造长期条件，这是一个问号。



描绘土星卫星恩克拉多斯剖面图的艺术品，展示了海洋、热液喷口的存在以及喷出到太空的水蒸气间歇泉。（图片来源：美国国家航空航天局/喷气推进实验室加州理工学院/西南研究所）

然而，超高温喷口并不是地球海洋中主要的喷口形式。在地球上，大量的水通过温度较低的通风口。

加州大学圣克鲁斯分校的Andrew Fisher在一份声明中表示：“就排放的水量而言，通过低温排气的水流与地球上所有的河流和溪流相当，约占地球热量损失的四分之一。”。“大约每50万年，整个海洋体积都会被泵入和泵出海底。”

费舍尔领导了加州大学旧金山分校的一个团队，对木卫二和恩克拉多斯上这种低温喷口的扩散进行了建模。由于缺乏这些卫星上海洋的数据，费舍尔的团队基于西北太平洋的环流系统进行了模拟，特别是胡安·德·富卡山脊的东侧，在那里，冷却的海水通过被称为海山的已灭绝火山洞下沉并流下海底岩石。水穿过岩石大约30英里（50公里），在这个过程中被加热，然后上升穿过另一座海山。

同样来自加州大学旧金山分校的研究小组成员Kristin Dickerson说：“水在流动时会聚集热量，流出时比流入时更热，而且具有非常不同的化学性质。”。

将这一环流模型应用于木卫二和土卫二，研究人员改变了重力、温度、基岩成分和水循环深度等特性，以更好地适应海洋卫星的潜在条件。

他们发现，在这些卫星上，不仅可以在各种条件下保持适度温暖的通风口，而且低重力允许通风口发出更高的温度。此外，在低重力条件下，从卫星核心（最初被认为非常冷）提取热量的效率很低，这将使这种中等到低温的通风口可能维持数十亿年。

费舍尔说：“这项研究表明，低温——对生命来说不太热——热液系统可能在地球以外的海洋世界中持续存在，其时间尺度与生命在地球上扎根所需的时间尺度相当。”。

这项研究于6月24日发表在《地球物理研究杂志：行星》上。