文 | 钱钱
编辑 | 阿景
朱诺号探测器在木星轨道转了这些年,最近传回的数据让不少科学家坐不住了。
以前大家都觉得木卫二冰层下的海洋要是有生命,肯定得靠海底热液喷口提供能量,就像地球深海那样。
但新发现显示,这颗卫星的地质活动可能没想象中活跃,热液喷口或许没那么普遍。
木卫二一直是地外生命探索的明星选手。
作为木星的卫星,它个头不大,却被厚厚的冰层包裹着,冰层下是一片咸水海洋,水量比地球所有海洋加起来还多。
这种“冰包水”的结构,让它成了寻找地外生命的热门目标。
传统探测任务其实挺受限的。
以前的探测器要么飞得远,看不清细节,要么就是仪器不够先进,没法深入分析冰层下的情况。
朱诺号不一样,它带的微波辐射计能穿透冰层,摸到一些以前够不着的信息。
这一摸,就摸出了问题木卫二的冰壳厚度可能有35公里,地质活动的活跃度也比之前估算的低。
热液喷口理论这下有点站不住脚了。
要是冰层这么厚,地质活动又不够强,海底热液喷口哪来那么多能量维持生命?科学家们开始琢磨,会不会还有别的能量来源?
放射性衰变,木卫二海洋的“新电池”
阮俊长团队的研究最近在《自然·天文学》发了篇论文,提出个新想法,或许是放射性元素在给海洋供能。
这个思路其实是从地球极端环境学来的。
地球上有些金属矿井深处,没有阳光也没有热泉,微生物就靠分解岩石里的放射性元素产生的能量活着。
团队分析了木卫二的地质结构,觉得它的岩石内核里应该有不少铀235、铀238和钾40这类放射性元素。
这些元素衰变时会释放热量,慢慢加热周围的岩石和海水。
更关键的是,衰变产生的粒子还能裂解水分子,产生可供微生物利用的化学能量。
他们做了个模拟实验,按照木卫二可能的元素组成和衰变速度算下来,这些放射性元素提供的能量,理论上能支撑一个不小的生态系统。
团队打了个比方,大概相当于“一千头蓝鲸”那么重的生物量。
当然这只是估算,具体有多少还得看实际情况。
这个理论有意思的地方在于它跳出了“地球经验”。
以前找地外生命,总下意识地往地球生命的生存条件上靠,比如要有热液喷口、要有特定的化学反应。
现在看来,生命获取能量的方式可能比想象中灵活。
地球极端环境里的例子能佐证这一点。
南非有个金矿,两公里深的地方没有任何光线,水温也不高,但就有微生物靠分解岩石里的放射性元素产生的氢气和硫化物活着。
这些微生物完全不靠太阳,也不靠热泉,自己就能搭建能量循环系统。
争议与验证,2031年见分晓
理论刚出来,质疑声就没断过。
伊丽莎白·斯皮尔斯是研究行星地质的,她觉得木卫二的岩石圈可能没那么多放射性元素,而且元素分布会不会太分散,能量密度够不够维持生命都是问题。
“就算有放射性衰变,能量能不能攒到养活生命的程度,还得打个问号。”
她在一次学术研讨会上这么说。
还有科学家担心,木卫二的板块构造可能不活跃,没法把岩石里的放射性元素持续带到海水中。
要是元素都沉在底层岩石里,海水里的生命根本接触不到,那理论就白搭了。
这些争议得靠实打实的探测来解决。
欧罗巴快船号探测器已经在路上了,预计2031年抵达木卫二。
它带了个关键仪器,专门检测氩40。
这种同位素是钾40衰变的产物,如果木卫二岩石里真有大量放射性元素衰变,氩40就会跑到大气里或者冰层缝隙中,被探测器捕捉到。
氩40检测就像给木卫二做个“核辐射体检”。
要是检测到足够多的氩40,就说明放射性衰变确实在发生,而且强度可能够支撑生命。
要是没有,那这个新理论可能就得回炉重造。
科学界对这次探测期待值拉满了。
不管结果如何,都能帮大家理清思路。
要是放射性衰变理论成立,以后找地外生命就得换个思路不能光盯着热液喷口,得看看行星内部的放射性元素储备够不够。
火星地下生命探测其实也能借鉴这个思路。
以前找火星生命总想着地表或者浅表层,现在可能得往更深的地方找,看看那里的放射性元素能不能提供能量。
土卫六的甲烷海洋也一样,能量来源说不定也有新解释。
科学研究就是这样,一个新理论出来,吵吵闹闹很正常。
当年大家不也觉得地球是宇宙中心吗?后来还不是被哥白尼推翻了。
木卫二的生命能量之争,本质上是人类认知边界在往外扩。
2031年欧罗巴快船号传回数据的时候,说不定就是地外生命探索的一个里程碑。
到时候不管结果怎样,我们对“生命需要什么能量”的理解,肯定会更深一层。
人类探索未知的过程,就是不断推翻自己的过程。
热液喷口理论没错,它是基于当时的认知和地球经验,放射性衰变理论也不是拍脑袋,是新数据催生的新想法。
科学的魅力就在这儿,永远有新的可能性,永远有值得较真的地方。
现在能做的,就是等着欧罗巴快船号带回来的答案。
到时候不管是惊喜还是失落,都是探索路上的一步。
毕竟,找到答案重要,知道怎么找答案,更重要。