外星生命的先驱者？解释木星月球欧罗巴上的火山爆发

这位艺术家对木星冰冷的月亮欧罗巴的构想显示了一种假想的冰冷火山喷发，其中冰冷壳中的盐水流向了太空。欧罗巴采用这种新模式的模型也可以解释其他冰冷体上的羽状流。

一种新的模型显示了木星月球欧罗巴上的盐水如何在冰冷的外壳内迁移，形成咸水袋，这些咸水袋在冻结时会喷发到地表。这一发现对即将到来的欧罗巴快船任务至关重要，可能解释了太阳系中冰冷的火山喷发。

在木星冰冷的欧罗巴月球上，强大的喷发可能喷入了太空，在地球上充满希望的天体生物学家中提出了疑问：几英里高的羽流会爆炸出什么？它们可能包含外星生命的迹象吗？它们将在欧罗巴起源于何处？现在有一个新的解释指出了比预期更接近冰冻表面的源。

斯坦福大学，亚利桑那大学，德克萨斯大学和美国宇航局喷气推进实验室的研究人员提供的新证据表明，一些火山喷发可能不是源自欧罗巴海的深处，而是源自冰壳本身内嵌的水袋。

研究人员利用美国宇航局伽利略号太空船收集的图像，开发了一个模型，以解释冻结和加压相结合如何导致冰冻火山喷发或水破裂。该结果于今天（2020年11月10日）发表在《地球物理研究快报》上，对欧罗巴海底生物的可居住性产生了影响-并可能解释了太阳系其他冰冷体的喷发。

生命的预兆？

科学家推测，隐藏在欧罗巴冰冷外壳下的广阔海洋可能包含维持生命所必需的元素。但是，如果没有将潜水器送上月球进行探索，就很难确定。这就是欧罗巴的羽毛获得如此多兴趣的原因之一：如果喷发来自地下海洋，则可以像美国宇航局即将进行的欧罗巴飞剪机计划中的那种太空船那样，更容易地探测到这些元素。

但是，如果这些羽流起源于月球的冰冷外壳，那么它们对生活的热情可能会降低，因为维持化学能量来为那里的生命提供动力更加困难。在这种情况下，从太空中检测可居住性的机会减少了。

斯坦福大学地球与能源学院的博士后研究员格里戈尔·斯坦布鲁格说：“了解这些水烟的来源对于了解未来的欧罗巴探险者是否有机会在不探测欧罗巴海洋的情况下从太空中真正探测到生命至关重要。”与环境科学（斯坦福大学地球）。

研究人员将他们的分析重点放在了Manannán（欧罗巴上18英里宽的陨石坑），该陨石坑是由与数千万年前的另一个天体撞击产生的。由于这种碰撞会产生大量热量，因此他们对冰壳内水袋的融化和随后的冻结如何导致水喷发进行了建模。

德克萨斯大学地球物理研究所（UTIG）资深研究员，科学家唐恩·布兰肯希（Don Blankenship）表示：“彗星或小行星撞击冰壳基本上是一个大实验，我们正在使用它来构造假设进行测试。”欧罗巴评估和探测雷达：将在欧罗巴飞剪机上飞行的海洋到近地表（REASON）仪器。“ UTIG的极地和行星科学团队目前都致力于评估该仪器检验这些假设的能力。”

该模型表明，在撞击的后期，欧罗巴的水变成了冰，月球表面可能会形成盐度增加的水袋。此外，这些咸水囊可以通过融化少量咸淡的冰的相邻区域，从而在欧罗巴的冰壳中向侧向迁移，因此在此过程中变得更加咸。

Steinbrügge说：“我们开发了一种可以使水袋横向移动的方法，这非常重要。”“它可以沿着温度梯度移动，从冷到热，不仅在重力的作用下向下移动。”

咸司机

该模型预测，当一个迁移的盐水袋到达Manannán火山口的中心时，它被卡住并开始冻结，产生压力并最终导致羽流，估计羽流高度超过一英里。羽流的喷发留下了一个明显的标记：欧罗巴表面上的蜘蛛状特征，这是通过伽利略成像观察到的，并纳入了研究人员的模型中。

“即使盐水袋迁移所产生的羽流并不能直接洞察欧罗巴的海洋，但我们的发现表明，欧罗巴的冰壳本身是非常动态的，”图森亚利桑那大学研究生研究助理，共同首席作者乔安娜·沃伊格（Joana Voigt）说。 。

研究人员说，在Manannán形成的烟羽相对较小，这表明撞击坑可能无法解释基于哈勃和伽利略数据假设的欧罗巴其他较大烟羽的来源。但是，为Manannán喷发建模的过程可能会发生在其他冰冷的物体上，即使没有发生撞击事件也是如此。

Voigt说：“卤水袋迁移并非唯一适用于Europan陨石坑。”“相反，该机制可能会为存在温度梯度的其他冰体提供解释。”

该研究还提供了有关欧罗巴冰冻表面和海洋可能有多咸的估计，这反过来又可能影响其冰壳对雷达波的透明度。根据1995年至1997年伽利略（Galileo）的影像得出的计算结果表明，欧罗巴的海洋咸度约为地球海洋的五分之一，这将提高欧罗巴快船任务的雷达测深仪从其内部收集数据的能力。

对于天体生物学家来说，这一发现可能令人沮丧，因为他们希望不必冒着雾气连接到欧罗巴海域，因此希望欧罗巴爆发的羽流可能包含有关内部海洋维持生命能力的线索。但是，新模型为深入了解欧罗巴复杂的表面特征提供了见解，这些特征受水文过程，木星引力的拉动以及冰月球内隐藏的构造力的影响。

斯坦福大学地球物理学助理教授Dustin Schroeder说：“这使得浅层地下-冰壳本身成为了一个令人兴奋的地方。”“它开辟了一种全新的方式来思考地表附近水的情况。”

参考：G.Steinbrügge，J。R. C. Voigt，N。S. Wolfenbarger，C。W. Hamilton，K。M. Soderlund，D。A. Young，D。D. Blankenship，S。D. Vance和D. M. Schroeder，“研究欧罗巴上的卤水迁移和影响诱发的低温火山作用”，研究方向：11月5日，研究方向。
10.1029 / 2020GL090797

Schroeder还是礼貌的，是电气工程学的助理教授，也是斯坦福森林环境研究所的礼貌的中心研究员。合著者包括得克萨斯大学奥斯汀分校的Krista Soderlund，Natalie Wolfenbarger和Duncan Young。来自亚利桑那州图森大学的克里斯托弗·汉密尔顿；来自美国宇航局喷气推进实验室的史蒂文·万斯（Steven Vance）。

这项研究得到了G. Unger Vetlesen基金会的支持。这项工作的一部分是由加州理工学院的喷气推进实验室根据与NASA的合同进行的。