木衛二冰冷的外殼下面，隱藏著深達160公里的廣闊海洋

    據美國國家地理網站報道，在一顆距離太陽數億英里遠的恆星的海洋中，或許生活著像魚一樣的複雜生物。科學家認為，在木星的衛星木衛二冰冷的外殼下面，隱藏著深達100英里(約合160公里)的廣闊海洋，這顆衛星的表面沒有陸地，完全被海洋所覆蓋。最新研究稱，木衛二海洋的含氧量是科學家以前估計的一百多倍。

    極有可能存在生命

    實施最新研究的美國亞利桑那大學科學家理查德·格林伯格(Richard Greenberg)說，木衛二的含氧量不僅僅可以支持只能在顯微鏡下才看得到的生命形式：從理論上講，至少有總計達300萬噸像魚一樣的生物可能生活在木衛二。格林伯格說：「並不是說木衛二上現在一定存在生命，但我們確實知道那裡存在支持生命的物理條件。」今年10月，在美國天文學會行星科學分會的會議上，格林伯格公佈了他的研究成果。

    美國伍茲霍爾海洋研究所生態學家蒂莫西·沙克(Timothy Shank)表示，事實上，根據我們當前對木衛二的瞭解，這顆衛星的海底部分區域應該與地球深海熱泉周圍環境極為相似。沙克並未參加最新研究，他說：「如果木衛二上不存在生命，那我才會吃驚呢。」雖然科學家們做出了頗具前景的估計，但對木衛二生命如何進化進行猜測還為時尚早。要搞清木衛二上化學分子的分佈情況，木衛二的地質歷史能否為生命存在提供機會等問題，則需要對其展開深入探究，或許，正在開發的美宇航局探測器能承擔這項使命。

    木衛二是義大利天文學家伽利略·伽利萊在1610年發現的，但是，直至美宇航局探測器「伽利略」1995年抵達木星系，科學家才能對木衛二展開全面研究。「伽利略」探測器的成果令科學家興奮不已，於是，美宇航局決定讓其在2003年撞向木星，以避免「伽利略」探測器污染此行的最重要發現之一：木衛二表面的含鹽海洋。

    木衛二表面相對年輕

    雖然「伽利略」並未直接發現海洋，但科學家依據木衛二表面年代、化學構成和結構等數據，相信上面一定存在海洋。格林伯格舉例說，照片顯示木衛二表面閃閃發光，表明它相對年輕。格林伯格還是《揭開木衛二神秘面紗：尋找木星海洋衛星的生命》一書的作者。同太陽系中其他行星和衛星一樣，木衛二的歷史也有40億年之久。不過，木衛二表面撞擊坑相對少，預示著冰冷的外殼可能只有5000萬年歷史。格林伯格說：「現在的木衛二表面狀況完全不同於地球上恐龍滅絕時上面的狀況。」

    木衛二平坦的表面只有縱橫交錯的山脊，這種地質特徵表明冰冷外殼正被潮汐力拉長和壓扁。格林伯格解釋說：「我們習慣於將地球上的潮汐看作是只有在海岸邊才能看到的現象。」事實上，太陽和月球的引力可以更大規模、持續地將整個地球壓扁和拉長。木衛二體積同月球差不多，也會因潮汐力被拉展，不過不是被太陽，而是被巨大的木星引力。格林伯格稱，因潮汐力拉伸而產生的摩擦，可能令木衛二表面溫度達到足以維持液態水的水平，即便它距離太陽有4.83億(7.78億公里)英里之遙。

    溫度更高的海洋物質可能會從冰層縫隙滲出，在表面結冰，與此同時，年代稍微久遠的冰塊則會下沉融化，融入液態水中，結冰和融化的速率是一樣的。這種往復循環可以解釋木衛二表面冰層看上去年輕的原因，也為表面氧氣滲入地下海洋打開了方便之門。當木星磁場的帶電粒子撞擊冰層，便會形成氧。根據他對木衛二結冰和融化速率的估計，格林伯格認為表面氧氣首次到達下面的海洋可能需要10億至20億年之久。

 

    「翻新」進程生成大量氧氣

    據格林伯格介紹，在這種循環進程開始數百萬年後，木衛二海洋的氧氣到達了當前的水平——已經超過地球海洋中的氧氣水平。這一時間限度的確增加了生命在木衛二上扎根的幾率。一開始，最原始的生命形式不需要氧氣也能形成。格林伯格說：「氧氣往往會造成其他分子分解。所以，如果存在氧氣，像DNA這樣的遺傳材料反倒不能自由組合。正是氧氣存在的這種時間差，遺傳材料和結構才得以形成。當氧氣來到時，有機物至少已經擁有了抵抗能力。」

    同樣，氧氣突然增多會殺死不適應這種高度活躍元素的生命形式。如果氧氣姍姍來遲，有機物可以慢慢適應，最終能承受高度活躍的氧氣，甚至是依賴——科學家認為這一進程就曾發生在早期地球上。

    存在生命的幾個條件

    格林伯格對木衛二海洋含氧量的樂觀估計，以及因此做出的木衛二可能存在似魚生物的猜測，取決於木衛二表面冰層循環必須保持在一個相對穩定的速率上——這種情況下是每隔5000萬年徹底「翻新」一次。不過，美宇航局噴氣推進實驗室的行星科學家羅伯特·帕帕拉多認為，這一過程更有可能斷斷續續，因此，含氧量比格林伯格估計的要低，進而存在似魚生物的幾率也更低。帕帕拉多說：「或許，在5000萬年前，這種進程速度飛快，現在趨於減速，變得更加遲緩。」

    帕帕拉多舉例說，木衛二還要受到相鄰衛星木衛一引力的拉拽約束，木衛一繞木星的運行軌道很古怪。這意味著木衛一可能會以極端循環推拉木衛二，導致木衛二的潮汐摩擦忽高忽低。即便帕帕拉多的猜測是對的，氧氣也能到達木衛二的地下海洋，雖然在數量上可能無法支持複雜的生命形式。他表示，由於冰的長期行為像是流體，表面元素可以通過固體冰到達木衛二的海洋中。

    帕帕拉多說：「可以想像『熔岩燈』的畫面：一團團溫度更高的物質不斷上升，一團團溫度更低的物質不斷下沉，這其實就是發生在冰身上的現象——冰塊上升可能需要十萬年。」與此同時，如果木衛二的潮汐運動斷斷續續，來自巖質地幔的熱量和營養的發生速率會因此改變。帕帕拉多說：「假如木衛二海洋存在微生物，如果每隔數十萬年溫度突然升高，化學物質突然增多，這對微生物的進化意味著什麼？這可能會生成更頑強的微生物，但不一定是複雜的生命形式。」

    另外，木衛二存在生命的幾率大小還取決於潮汐摩擦是否會令這顆衛星的溫度一路升高至巖質核心的高度。帕帕拉多說，如果木衛二的固態核心確實很熱，「那麼可能就有海底黑煙柱不斷向外噴射熱量和化學物質，如果溫度不高，維持生命存在所需的被溶解的營養物數量會很有限。」

    搜尋地外文明計畫(SETI)的天體生物學家辛西婭·菲利普斯(Cynthia Phillips)指出，事實上，即便木衛二海洋中的含氧量極高，但鑒於用以維持生命所需的化學營養物的數量，這顆衛星上也不可能存在大過細菌的生物。菲利普斯說：「雖然木衛二上有巨型烏賊的想法的確令人激動不已，不過，那裡不可能存在這樣大的生物。」

    對於一些科學家來說，木衛二至少有微生物的說法就很有誘惑力，包括沙克在內的研究人員認為木衛二上可能存在像地球上一樣的熾熱的海底熱泉。部分微生物能以海底熱泉化學物質形成的氣體為生。在木衛二上，這種化學物質可能是食物鏈的基礎，水中的氧氣或許支持複雜生命形式。

    沙克表示，將來有一天，探測器可能會被派到木衛二，穿透冰層對地下海洋進行勘測，這一定程度上就像是遙控潛水器深入地球上的海洋，尋找由看不見的海底熱泉釋放的營養物一樣。不過，科學家必須首先開發出可探查DNA、RNA和其他生命化學信號的傳感器。派到木衛二的探測器一定要比現有模式更小、更輕，電池使用壽命更長，同時還要具備穿透數英里冰層的鑽探能力。沙克說，堅固耐用的通訊設備同樣必不可少：「即便到達目的地，發現了生命，如果不能將信息及時地傳遞出來，一切努力都將白費。」

    美宇航局探測任務

    不過，美宇航局下一步探測木衛二更有可能是發射軌道器而不是水下探測器，這也是美宇航局同歐洲航天局聯合任務的一部分。菲利普斯指出，外界雖對這種任務充滿期待，但它們卻要面臨諸多障礙。木星及其衛星距離地球最近時，大概相距3.65億英里(約合5.88億公里)所以，按照目前的技術水平，到達木星系要用5到6年時間。

    菲利普斯稱，如此遠的距離讓太陽能探測器無法得到足夠的陽光照射，這樣，只能採用核動力實現這一目標。他說：「如果你想繞木衛二軌道旋轉，輻射最終會將探測器烤糊。即便最終到達木衛二，幸運的話，也只能繞其軌道飛行兩個月時間。」帕帕拉多表示，美宇航局開發的木衛二軌道器一定要保證堅固耐用，以便在因輻射或其他環境壓力停止運轉前，可以堅持運行一年左右的時間。

    這種任務或許能找到木衛二有複雜生命的確鑿證據，不過帕帕拉多稱，這也是只是科學家的樂觀看法。他說：「保守看法可能會問：木衛二是否存在足夠多的化學能量以維持各個類型的生物體茁壯成長？這並非沒有可能，可首先要到木衛二上看一看那裡的實際情況。」