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彗星可以將生命的組成成分輸送到木星衛星歐羅巴的地下海洋

彗星


彗星可以將生命的組成成分輸送到木星衛星歐羅巴的地下海洋



彗星可以將生命的組成成分輸送到木星衛星歐羅巴的地下海洋


彗星可以將生命的組成成分輸送到木星衛星歐羅巴的地下海洋(NASA/JPL-Caltech / NASA/JPL/DLR)
據臺北市立天文科學教育館網站（編譯 施欣嵐）：根據目前的理論，彗星有點像宇宙送子鳥，在數十億年前向年輕的地球輸送了可以孕育生命的成分 。
得克薩斯大學、加州理工學院和威廉學院的科學家進行的新研究發現：彗星可能在將其他賦予生命的化合物輸送到附近的其他星球方面發揮類似的作用，在這種情況下，迫使反應化學物質──稱為氧化劑穿過冰殼，并進入木星衛星歐羅巴的海洋 。
即使彗星沒有完全穿透冰層，它們的撞擊也可以幫助木衛二表面的氧化劑輸送到下面的海洋中 。
電腦模型顯示：小行星或彗星的撞擊只需穿透15至25公里厚的冰層的一半，就會形成一個巨大的融冰坑洞 ， 該融冰坑洞可以讓彗星繼續穿過剩馀的厚度 。
在尋找地球以外的生命時，即使是我們自己的太陽系也面臨著巨大的挑戰 。沒有任何星球像我們地球如此獨一無二 。但是有些星球可能具有地球上維持生命的環境之條件 。其中之一是歐羅巴 ， 還有其他冰冷的衛星──土星的土衛六和土衛二 。
這些星球遠離太陽 ， 并且遠在適居帶之外 。寒冷再加上海洋深處的極端黑暗，意味著生命將無法像地球上的絕大多數生命那樣依賴光合作用的食物網 。
然而，一些生命確實在地球缺乏光的深處繁衍，圍繞從海底噴出熱量和化學物質的熱液噴口聚集的是一個基于化學合成的完整生態系—利用化學反應而不是陽光來產生能量 。
歐羅巴被認為有熱液噴口 ， 由衛星核心與木星的引力相互作用，所產生拉伸和壓縮提供核心熱源 。
但是科學家們認為：任何碳基生命都可能需要氧化劑才能生存 。這些氧化劑是通過太陽輻射在木衛二表面產生的，但是這對于被厚冰殼與表面隔開的地下海洋生態系統來說用途有限 。
一種潛在的運輸機制是彗星和小行星撞擊 ， 它們會產生巨大的熱量并融化冰，使氧化劑下沉 。歐羅巴確實有一些撞擊坑，雖然數量不多 ， 因為造構活動（tectonic activity）產生冰羽狀物和火山，在很短的時間內將它們覆蓋 。
盡管如此，衛星對轟擊并不陌生 ， 那些已被確認的撞擊坑顯示出同心波紋，表明撞擊后發生了顯著的融化，緊接著是地表下的運動 。
為了確定這些撞擊是否足以輸送氧化劑，研究者伊凡.卡拉漢（Evan Carnahan）和他的團隊模擬在歐羅巴上拋擲巖石，并觀察了撞擊后發生的事件 。比周圍的冰密度更大的融冰并沒有產生一個淺層的冰水然后重新凍結 ， 而是向下沉沒 。
根據該團隊的模擬，如果撞擊深度到達歐羅巴冰殼的一半，40%的融冰最終將沉入地下海洋 。這不僅對歐羅巴有影響，而且對其他有地下海洋的冰冷世界也有影響 。
研究人員在他們的論文中寫道：這項研究表明，撞擊融冰的沉降是一種可行、穩健且可能廣泛傳輸表面物質向歐羅巴地下海洋的運輸機制 。雖然這項研究的對象是歐羅巴，但很可能發生在類似于歐羅巴的其他冰冷世界上，例如土衛六 。
該研究已發表在《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）上 。
相關：彗星碰撞可能為木衛二的海洋注入了生命的構件
據cnBeta：彗星撞擊木星的衛星木衛二可能有助于將在這顆衛星表面發現的生命的關鍵成分運送到其隱藏的液態水海洋中--即使這些撞擊并沒有完全擊穿月球的冰殼 。這一發現來自于德克薩斯大學奧斯汀分校研究人員領導的一項研究，研究人員開發了一個計算機模型來觀察彗星或小行星撞擊冰殼后發生的狀況 ， 冰殼估計有幾十公里厚 。
該模型顯示，如果一次撞擊能夠至少穿過月球冰殼的一半，它所產生的受熱融水將通過其余的冰層下沉，將生命所需的一類化學物質：氧化劑從表面帶到海洋，在那里它們可以幫助維持庇護水域的潛在生命 。
研究人員將巨大的融水室的穩定下沉比作一艘正在沉沒的船只 。"一旦你得到足夠的水，你就會沉下去 ， "主要作者和博士生Evan Carnahan說 。"這就像泰坦尼克號的10倍" 。
科學家們認為撞擊是木衛二上運輸氧化劑的一種手段，但是他們認為撞擊過程也必須要突破冰層 。這項研究很重要，因為它表明更大范圍的撞擊可以完成這項工作，共同作者、UT杰克遜地質科學學院地質科學系教授Marc Hesse說 。
Hesse說："這增加了擁有生命所需的化學成分的概率，"他也是UT Oden計算工程與科學研究所的一名教員 。這項研究發表在《地球物理學研究通訊》上 。
氧化劑能否從木衛二表面自然形成的地方進入海洋是行星科學中最大的問題之一 。美國宇航局即將對這顆冰冷的衛星進行的木衛二Clipper任務的目標之一是收集數據，以幫助縮小答案范圍 。
就目前而言，彗星和小行星撞擊是最合理的機制之一 ?？茖W家們已經在木衛二的表面發現了幾十個隕石坑，許多隕石坑都有明顯的波紋 ， 表明隕石坑下面有冰凍的融水和撞擊后的運動 。
這項研究對撞擊后的火山口環境進行了建模--研究融水如何穿過冰層以及其運輸氧化劑的能力 。它建立在共同作者、威廉姆斯學院教授Rónadh Cox之前的一項研究的基礎上 ， 該研究對突破木衛二冰層的撞擊進行建模 。
該研究發現，如果撞擊到達冰殼的中點，超過40%的融水將進入海洋 。產生的融水量可能非常大 。例如，這項研究表明 ， 一顆半英里寬的彗星如果到達冰殼的中點 ， 所融化的水足以填滿俄勒岡州的火山口湖 。
其他描述木衛二上的融水的模型通常將其長期置于地表附近 ， 在那里它有可能有助于形成被稱為"混沌地形"的冰層 。但是這項研究的結果使這種想法復雜化，融水的沉重重量導致它下沉而不是留在原地 。
與木衛二一樣 ， 土星的衛星泰坦也可能在冰殼下擁有一個液態水的海洋 。美國宇航局噴氣推進實驗室（JPL）行星科學局的主管科學家Rosaly Lopes說，這個模型可以幫助科學家了解撞擊可能對其他冰雪世界產生的作用 。
她說："就土衛六而言，這非常重要，因為土衛六有厚厚的冰殼--比木衛二的還要厚 。我們對這項研究的應用非常感興趣" 。