二十多年来，科学家们一直在思考，在我们外太阳系卫星冰冷外壳的深处， 外星生命是否可能正在蓬勃发展。
像前往木星的伽利略号任务和前往土星的卡西尼号任务这样的航天器偶然发现了证据，表明它们的一些卫星隐藏着全球海洋，这些海洋被它们环绕的巨行星的引力所温暖。而离我们家园更近的海洋探险家们也发现在海底地质特征周围的黑暗中生活着充满活力的生物群落。将两者结合起来，人们很容易沉浸在 外星海底微生物遍布的梦想中。但新的研究正在更深入地观察岩石本身，并表明这些世界可能内部已死——不仅在生物学上，而且在地质学上也是如此。
“我们当时在想，如果你在潜水艇里，并且能够飞越[木星的卫星] 木卫二的海底表面，那会是什么样子，”北卡罗来纳州立大学的行星地质学家、主要作者保罗·伯恩上个月在华盛顿举行的美国地球物理联合会年会上告诉Space.com。[照片：木卫二，木星神秘的冰冷卫星]
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这些是天体生物学家一直希望找到的的海底，在那里，富含矿物质的加热海水像地球上的 热液喷口和黑烟囱一样喷射到海洋中。在我们的海洋中，这些特征支持着以微生物（伯恩称之为“小爬虫”）为中心的繁荣的生物群落，这些微生物可以通过热岩和海水持续混合产生的化学物质来自我喂养。如果在外星海洋世界中发现类似的结构，那么在远离太阳的世界中找到生命的希望就会变得更加可信。
伯恩说：“我曾希望我们可以描述火山链会是什么样子，裂谷带会是什么样子——然后我们想，‘好吧，我认为它们不会在那里。’”
坚如磐石
为了得出这个结论，该团队专注于岩石本身，确定了以我们在地球上看到的两种方式破坏岩石所需的力： 正断层，发生在岩石被拉开时；以及逆断层，发生在岩石被推到一起时，这需要更大的力才能产生。破坏岩石所需的力越大，地质活动就越少——这意味着新鲜岩石和外星海水之间相互作用就越少，而这种相互作用理论上可以支持生命。
伯恩和他的同事们专注于四个海洋世界：木星的卫星木卫二和 木卫三，以及土星的 土卫二和 土卫六。对于这些世界中的每一个，该团队都计算了岩石的强度。虽然关于这些世界，我们还有很多问题无法回答，但事实证明，岩石强度计算——在地球上通常用于采矿作业——是非常可行的。
这些计算基于寒冷、坚硬的岩石层的厚度，该岩石层位于较温暖、糊状且无法破碎的层之上。一个类比可能会有所帮助。伯恩说：“想象一下银河棒或火星棒，巧克力和焦糖接触的地方。” “那个深度，你可以将其视为脆性刚性层的厚度。” 它越厚，就越难打破。
然后，该团队添加了其他值，例如天体在设定深度处的重力以及卫星岩石表面上的水和冰的重量。即使他们为未知的输入包括了一系列合理的数值，最终的计算结果对于每个卫星来说都在相同的总体范围内。[照片：土卫二，土星寒冷、明亮的卫星]
伯恩说，他在会议上展示的这些初步结果表明，岩石非常坚硬，以至于我们所知的在这些卫星上没有任何力量强大到足以定期将其裂开。这是因为岩石上方的水和冰的巨大重量。“当真正理解岩石有多坚硬时，它非常坚硬，而且它非常坚硬，因为即使重力很小，但它上面也有大量的水，”伯恩说。
该团队研究的每颗卫星都显示出不同的计算岩石强度，但结果对于地质奇观或潜在的外星生命来说都不是特别有希望的。伯恩说：“对于 木卫二来说，似乎真的很难制造任何裂缝或断层，然后一旦你观察土卫六和木卫三，这些数字就高得离谱，真的，在那些世界上什么都没有发生。”
土卫二的岩石强度数值没有那么糟糕，因为这颗卫星比其他三颗小得多，这减少了其岩石表面上方的水和冰的重量。土卫二的情况看起来也有些不同，因为它的岩石核心更加多孔。如果这些孔隙恰好对齐，它们可能会将水带到卫星的深处。伯恩说：“土卫二实际上可能从头到尾都是潮湿和泥泞的，这在合理范围之内。”
与其他卫星不同，科学家们确实有证据表明岩石和水在土卫二上相互作用，这要归功于卡西尼号飞船飞越了喷射穿过冰冷外壳并进入太空的海水羽流，从中识别出了 有机化合物。伯恩说：“这非常令人鼓舞。” “很难解释这不是岩石和水接触。”
台球世界
伯恩说，如果所有这些海底的岩石都太坚硬而无法定期破碎，那么很难想象那里会发生什么。在地球上，塑造海底的两个主要因素是陆地上的土壤被冲走以及海洋生物的尸体沉没腐烂，这两种情况在这些海洋世界中似乎都不太可能发生。航天器没有看到任何撞击留下的疤痕，这些撞击看起来足够大，可以在海底造成最近的凹陷。根据他的计算，岩石太坚硬了，无法让卫星像 水星 那样收缩，也无法形成火山链或裂谷带。
所有这一切意味着潜艇之旅突然看起来非常无聊。伯恩说：“基本上，它变成了一系列不会存在的东西。” “它看起来会像一个台球，它会是一个奇怪的光滑的星球。它将是我们太阳系中一种新型的岩石世界。” [木卫三照片，木星最大的卫星]
他强调说，这些不是最终结果。该团队仍在观察其他科学家对这些计算的反应，并且这项研究尚未发表。科学家们可能需要几十年才能收集到他们可能需要的数据来真正检验这个想法——这将需要在这些外星海底放置地震仪。由于洞察号火星着陆器，人类现在才开始从另一颗行星获得他们的 首个良好的地震仪数据。
伯恩对他的团队的计算以及它们似乎在多大程度上削弱了科学家们对这些世界的期望持哲学态度。他说：“如果我们错了，那也没关系，科学就是这样运作的，那很棒，我们会接受它，我们会为此感到高兴。”
事实上，他说他对自己团队的发现感到有点难过。伯恩说：“如果我们发现有趣的东西那就太好了，因为这些世界很酷，也许那里有生命。” “但如果我们是对的，那就意味着我们确实需要重新考虑这些世界作为宜居目的地或探索宜居性的目的地。”
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