木星的卫星木卫二欧罗巴可能进化缓慢

　　木卫二的内部演化。鸣谢:Kevin Trinh/ASU

　　据亚利桑那州立大学（金·巴普蒂斯塔）：木星的卫星欧罗巴比地球的卫星略小，是最有希望搜寻外星生命的地方之一。

　　在木星系统中，木卫二引起了科学家们的特别兴趣，因为有强有力的证据表明，营养物质、水和能量有可能为地球以外的某种生命形式提供可居住的环境。此外，木卫二被认为由四层组成(从表面到中心):冰壳、盐水海洋、岩石地幔和金属内核。

　　像地球一样，欧罗巴的海洋接触到岩石海底，这可能允许有利于生命的岩石-水化学。一些科学家还认为，海底可能有火山，可以为潜在的生物圈提供更多的能量和营养。

　　亚利桑那州立大学地球与太空探索学院的科学家Kevin Trinh，Carver Bierson和Joe O'Rourke使用Trinh编写的计算机代码研究了木卫二在低初始温度下形成的后果。他们的发现最近发表在科学进展。

　　水合岩石可能是关键成分

　　木卫二可能有海洋的变质起源。虽然一些科学家对此进行了推测，但Trinh和他的团队表明，如果木卫二确实是由水合岩石形成的(即，岩石含有氢和氧)，那么木卫二的内部应该足够热，足以直接从水合岩石中释放水，形成海洋和冰壳。

　　“木卫二海洋的起源很重要，因为月球支持生命的潜力最终取决于海洋形成过程中的化学成分和物理条件，”亚利桑那州立大学地球与空间探索学院的研究生助理凯文·崔恩说。

　　学分:亚利桑那州立大学

　　金属芯的形成需要高温

　　许多研究这颗冰冷卫星的科学家认为，木卫二在吸积过程中或吸积后不久形成了一个金属核心。亚利桑那州立大学的这项研究反驳了这一预测，相反，它认为木卫二可能直到吸积数十亿年后才开始形成其金属核心(如果它真的发生过的话)。

　　“对于太阳系中的大多数世界，我们倾向于认为它们的内部结构在它们完成形成后不久就已定型。这项工作非常令人兴奋，因为它将木卫二重新定义为一个其内部在其一生中一直在缓慢进化的世界。这为未来的研究打开了大门，以了解如何在我们今天看到的木卫二上观察到这些变化，”亚利桑那州立大学地球与空间探索学院的博士后研究学者卡弗·比尔森说。

　　金属核心的存在与木卫二的内部热量密切相关，这也可能被用来驱动海底火山活动，并有助于形成可居住的海底环境。然而，尚不清楚木卫二是否产生了足够的热量来形成这样的核心。Trinh的代码计算热量是如何在整个月球上产生和分布的，它使用的控制方程与许多地球动力学家使用了几十年的方程相同。然而，该团队的新颖结果来自于挑战木卫二建模中常见的假设:像木卫二这样的小卫星可能是冰、岩石和金属的冷混合物。

　　然而，所有这些过程都需要一个热的内部。像木卫二这样的小卫星(约占地球质量的1%)可能没有足够的能量来触发或维持类似地球的过程——金属核心形成、海底火山作用和正在进行的岩石水地球化学——这意味着木卫二的可居住潜力是不确定的。木卫二形成的确切时间决定了从铝的短寿命同位素的放射性衰变中可以获得多少热量。潮汐加热(来自与木星和其他卫星的引力相互作用)也决定了木卫二内部分离成不同层的速度。

　　木卫二的海底可能是凉爽的，含水的，并且经历有限的(如果有的话)海底火山活动

　　这项研究表明，木卫二上可能存在有限的热液活动和海底火山活动，这可能会阻碍可居住性。然而，自信的预测需要更多的数据。

　　“木卫二不仅仅是一个潮湿的小地球。这是一个特殊的世界，充满了未解之谜，”亚利桑那州立大学地球与太空探索学院助理教授约瑟夫·奥罗克说。

　　2024年10月，美国宇航局计划发射一艘名为木卫二Clipper的飞船，该飞船应于2030年4月抵达木卫二。通过Trinh，Bierson和O'Rourke最近的工作，科学家将能够更好地解释来自木卫二Clipper的数据，其主要目标是评估木星的冰卫星木卫二的潜在生命条件。