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2022-08-01冰下之水、水下之火 水深火熱的歐羅巴 632 期

Author 作者 戴夏飛。趙丰。

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• 木星的衛星歐羅巴表面是數十公里厚的冰殼,而條紋則是受底下物質鼓動而裂開的裂隙。底下物質可能是一片上百公里深的海洋。
• 歐羅巴潮汐摩擦產生的熱,能讓冰層底下大量的水保持液態。歐羅巴內部的地熱加上放射性元素的核能,使岩漿可能在地殼脆弱處冒出,進而形成海底火山。
• 在地球的海底探查中發現中洋脊具有生物密集聚落的海底熱泉,歐羅巴的海底火山可能也曾經或正在以類似的方式孕育生命嗎?

1989年10月,美國國家航空暨太空總署(National Aeronautics and Space Administration, NASA)的伽利略號(Galileo)太空船,載著各式儀器和人類對科學探索的渴望,搭上太空梭揮別了地球,一路上經過金星、地球的三度重力輔助,獨自奮力飛向太陽系的最大行星-木星。它於1995 年到達木星,開始了為時八年的環繞木星探測任務(圖一),最終執行了壯烈的告別式,進入繼而焚毀於木星的大氣層裡。

 

 

圖一:八年間,在環繞木星(左上小紅點)時近時遠的大橢圓軌道上,伽利略號太空船陸續邂逅、就近造訪了多個衛星:
埃歐(Io, I)、歐羅巴、蓋尼米德(Ganymede, G)、卡利斯托(Callisto, C)。
淺藍色部分是針對歐羅巴觀測的軌道,以圖右下的尺度做為參考,顯示的是十倍地球-月亮距離。(NASA)

 

而在伽利略號的整體任務中,還有一項重頭戲:針對木衛二歐羅巴(Europa, E)的觀測(圖一)〔註〕。歐羅巴在木星所謂「伽利略四巨月」當中體積最小(圖二),半徑約1561 公里,比我們的月亮略小。

木星和它的「伽利略四巨月」:埃歐、歐羅巴、蓋尼米德、卡利斯托的大小示意圖(真實顏色)。(NASA)

註:木星目前已證實的大小衛星為數不下60 多顆,若是以與木星之間的距離命名,目前我們習慣稱呼的木衛二,其實應該要叫做木衛六。

為什麼水深火熱?

不像其他兄弟衛星們的古老地表一樣滿布了外來隕石撞擊形成的坑疤,歐羅巴的整個表面光滑而布滿條紋狀,令人驚艷。這個景象其實早在1979 年NASA 的航海家二號(Voyager 2)飛越任務就曾經有過驚鴻一瞥。科學家如今已認識到:歐羅巴的表面竟是一層水結成的冰殼,厚度可能達數十公里;而那些長短不一的條紋是冰殼的裂隙,估計是受到底下物的鼓動而開裂成的。那麼在冰殼底下的是什麼呢?應該就是參雜著各種鹽分、礦物的液態水-也就是一層估計厚達上百公里的「海洋」,這是個深深的「冰下之水」世界!

其實這樣的冰下之水,在溫暖的地球上也有,只不過是具體而微⸺那就是南北極的海冰。……【更多內容請閱讀科學月刊第632期】