地球外有生命吗？

这是宇宙研究中最伟大的主题之一，也是我们人类最感兴趣的奥秘之一。

我们知道，大量的水对于生命的存在是必不可少的，而木星的卫星木卫二是太阳系中这种条件的最佳候选者。

木卫二的表面被冰覆盖，但在它下面被认为隐藏着可以孕育生命的广阔海洋。

问题是这片海洋中有多少氧气。

有科学家表示，木星的卫星木卫二上被冰覆盖的液态海洋可能含有与地球相似的氧气水平。

这将是探索太阳系外生命可能性的重要建议。

为什么木星的卫星木卫二有海洋？

在考虑星球上是否存在生命的可能性时，首先想到的问题是那里是否有水。

这是因为水是生命存在的必需物质，在大量液态水（即海洋）无法维持的环境中，生命很难出现。

正因如此，一个经常被强调的条件是距离太阳比较近的轨道区域，称为宜居带（宜居区）。

如果没有这么远的行星，就没有足够的太阳能（热量）到达行星表面以使液态水存在于行星表面，光合作用等能量收集方法也受到限制。

火星曾被证明曾经有过海洋，因此作为地球外生命存在的地方而备受关注。

然而，最近的研究表明，即使在太阳之外也可能存在液态水。

那就是木星的卫星木卫二。

木卫二有海洋的证据来自美国宇航局的伽利略航天器，该航天器从 1995 年到 2003 年围绕木星运行。

当木星的强磁场（辐射）穿过木卫二时，它表现出一种特征突变，如果不考虑它穿过巨大的海水海洋就无法解释这一现象。

另一个证据是木卫二的表面非常光滑，几乎没有陨石坑或其他撞击痕迹。

从地球的月球上可以看到，大多数卫星和行星的表面都是坑坑洼洼的。

木卫二上没有这些特征表明，木卫二表面冰层下的温暖上升液体和冰层存在地质活动，从而消除了表面陨石坑。

那么，距离太阳如此之远的欧罗巴，怎么可能在表面覆盖着冰层的同时，内部却有液态海洋呢？

原因是木星的引力，这颗巨大的行星木卫二绕行。

由于木星的潮汐力，木卫二的内部正在无限循环中被拉伸和释放。

换句话说，这就像在你的手中摩擦一个橡皮球。

这在木卫二内部产生了足够的热量，以至于地热能被认为在木卫二的冰和地壳之间形成了液态海洋。

木卫二有足够的氧气吗？

人们认为潮汐产生的热量和液态海洋流动会在木卫二的冰面上产生裂缝、山脊和其他特征。

这些被称为混沌 的特征覆盖了欧罗巴大约四分之一的表面。

此外，如果在地壳和海洋之间的边界处存在热活动，那么作为生命营养物质的矿物质很可能被浸出。

作为生命必不可少的化学组成部分的常见元素包括碳、氢、氮、氧、磷和硫。

这些元素很可能在木卫二形成时就已经存在，尤其是从那时起，小行星和彗星很可能携带了碳。

问题是，如果生命是在这样的环境中诞生的，那生命又是如何获得能量的呢？　

如果由于缺乏阳光而无法进行光合作用，那么化学反应就是生命获取能量的方式。

氧气是这里的关键。

氧气是一种高反应性元素，也是产生可供生命使用的能量的化学反应的主要候选者。

有人指出，藻类的活动可能在地球上产生了大量的氧气。

然而，木卫二被告知，产生氧气的光合作用一开始是不可能的。

那么木卫二是否有可能产生足够的氧气呢？

事实上，木星是一个强大的辐射源，人们认为它可以分解木卫二稀薄大气中的水分子以产生氧气和氢气。

氢气很轻并且漂浮，而氧气则停留在表面附近。

如果这种表面产生的氧气能以某种方式进入冰下海洋，木卫二的内部海洋可能是微生物生存的肥沃环境。

然而，木卫二的表面冰估计有近 24 公里厚。氧气会通过它到达地下海洋吗？

这是本研究的重点。

一项新的研究建立了世界上第一个计算机模拟，它物理地再现了木卫二混沌地形向地下盐水输送氧气的过程，并预测了欧罗巴海洋中的氧气浓度。

混乱的地形向海洋输送氧气

如前所述，混沌地貌是覆盖欧罗巴表面四分之一的山脊和裂缝。

混乱的地形被认为是由木卫二内部的热活动造成的，因此这里的冰部分正在融化。

这时，地表融化的冰可能与辐射分解的氧气混合。

根据现有数据，研究小组创建了一个模型，并模拟了这之后混乱地形的熔融盐水中会发生什么。

据研究人员称，当混沌地形形成时，溶解的盐水与氧气混合，然后瞬间将冰的孔隙推开，以波浪的形式向下传播。

研究人员说，这种波浪是“卡通中当大量水流过时软管膨胀的一种状态” 。

研究人员计算出，在这些海浪中，在地表捕获的氧气中有 86% 可以被输送到地表以下的海洋中。

这是给木卫二海洋充氧的一种非常有效的方式，根据这个原理，木卫二海洋中的氧气含量与地球海洋相当。

虽然尚未实际测量，但计划于 2024 年发射的美国宇航局木卫二快船航天器可以更详细地探索这一点。

也许宇宙中第一个发现生命的地方不是火星，而是木星的卫星。

火星离地球很近，已经证实来自火星的陨石也在飞向地球。

所以如果火星上有生命，也有可能与地球共享一些生命。

但是木星离地球的距离是火星的三倍。

如果木星的卫星上有生命，那么它极有可能是一种独立诞生的生命形式，与地球上的生命完全无关。

如果真能在这样的地方诞生生命，无疑将成为我们在太阳系外寻找生命时的重要发现。