
太阳系中有200多颗卫星,但没有一颗像木星80颗卫星中的第三大卫星木卫一那样。木卫一真的是火山。事实上,它充满了数百座强大的活火山,以至于它的地壳下面一定有什么不寻常的东西。
根据加州理工学院行星科学家Yoshinori Miyazaki和David Stevenson于11月16日发表在《行星科学杂志》上的一项新研究,这种东西可能是厚厚的月球熔融岩石层或“地下岩浆海洋”。
这种可能的超热融岩海 - 这在太阳系中是独一无二的 - 可能隐藏着秘密,形成卫星和行星的奇怪机制,甚至是外来生命的配方。只有对直径2,200英里的月球进行进一步的审查才能说明问题。
宫崎骏和史蒂文森并不是第一批对木卫一可能20英里厚的岩石地壳下面的东西做出有根据的猜测的科学家。多年来,它一直是激烈争论的主题。但他们对月球地幔的新同行评审研究可能是迄今为止最彻底的。

为了窥探木卫一的表面之下,宫崎骏和史蒂文森重新审视了美国宇航局伽利略探测器的大量数据,该探测器从1995年开始绕木星运行了八年。根据美国宇航局的说法,对探测器磁性数据的初步分析导致了一个松散的共识,即埃欧的地幔 - 月球地壳下的层 - 包括一个30英里厚的顶层,应该是“熔化或部分熔化的”。
将其与地球自身的地幔以及太阳系中所有其他行星体的地幔进行比较,这些地幔大多是固体,主要由冰或过热岩石组成。从广义上讲,阅读伽利略数据的行星科学家假设木卫一要么有地下岩浆海洋,要么是一种浸泡在岩浆中的海绵状岩石外幔。
重新审视数据后,宫崎骏和史蒂文森得出结论,这是熔化的海洋。他们的结论是基于对木卫一火山的分析对地幔温度的估计,这些火山可以将岩浆喷入数百英里的月球二氧化硫大气中。地幔的顶部可能记录为2,800华氏度的热度。
好热。但不够热,无法维持海绵般的内部。分析很复杂,但归结为:就像炉灶上的一锅肉汁一样,埃欧需要大量的热量才能在其上层地幔中始终保持海绵状。没有足够的热量,肉汁——呃,海绵状的岩石——会分离:底部的岩石,顶部的岩浆。
我们必须解开木星神秘的起源故事才能找到外星人
宫崎骏和史蒂文森计算了这些数字,计算了木卫一核心的热量以及它奇怪的高度椭圆轨道的影响,它晃动地幔,传播热量,并阻止木卫一永久冷却。
他们得出结论,肉汁会分离。“内部加热量不足以保持高度熔化,”他们写道。因此,他们认为这可能是一个最顶层的岩浆海洋。
幸运的是,我们很快就会知道更多。美国宇航局的朱诺号探测器于2016年抵达木星周围,计划在2023年和2024年读取木卫一的读数 - 特别是测量“爱情数字”,这是衡量行星刚度或缺乏刚性的指标。“如果发现一个很大的爱数,我们可以更肯定地说,在木卫一的表面下存在岩浆海洋,”宫崎告诉“每日野兽”。
我们已经知道Io很奇怪。它可能更奇怪 - 这种怪异可能会对整个太空科学产生影响。“我不认为这会大大改变对行星形成的理解,但它确实改变了我们如何看待像木卫一这样的潮汐加热体的内部结构和热演化,”亚利桑那州行星科学研究所的资深科学家大卫格林斯彭告诉每日野兽。

潜伏在学术阴影中的是天体生物学家。生命如何在宇宙中以及在哪里进化的专家。如果某个地方有外星生命,它看起来像地球生命,我们应该期望在拥有或曾经有类似地球环境的行星和卫星上找到它 - 或它灭绝的证据。火星。金星。土星的一颗卫星叫做土卫二。
但是,具有极端能量转移的火山被广泛认为是生命生态系统的关键组成部分。因此,拥有大量火山的行星和卫星是寻找外星人的好地方。从理论上讲,这应该包括Io。
但是,木卫一可能有太多的火山。因此,如果那里有生命在进化,那可能是非常奇怪的生命,它真的很喜欢热。“熔岩管可能正在创造有利于微生物的条件,”宫崎说。
在木星的卫星欧罗巴上发现外星生命的机会刚刚上升
对于天体生物学家来说,问题是岩浆海洋是否会比岩浆海绵产生更多或更少的熔岩管。“我没有明确的答案,”宫崎骏说。“但想想这些影响很有趣。
柏林工业大学的天体生物学家Dirk Schulze-Makuch长期以来一直主张彻底寻找木卫一上的生命。岩浆海洋只有在真正接近地表的情况下才会破坏这种搜索。一个厚厚的地壳应该使地球的最外层区域免受热量的冲刷,并保持进化的潜力。“似乎有相当多的外壳,”Schulze-Makuch告诉The Daily Beast。
Schulze-Makuch说,如果有的话,木卫一上岩浆海洋的可能性只是强调了月球是多么有趣和令人兴奋 - 以及为什么它应该成为未来太空探测器的首要目标。“木卫一是一种独特的月亮,非常有活力,我们不应该完全忽视它。