木卫二的厚冰层：外星生命的屏障还是通道？
木星的冰卫星可能是人类发现生命的下一个地方，但首先，人类需要了解它的结构。普渡大学的研究人员对欧罗巴冰壳的厚度有了新的认识，根据对撞击坑的分析，冰壳至少有20公里厚。这一发现对于了解月球的地质活动及其孕育生命的潜力至关重要。
行星物理学常常给人一种打雪仗的感觉。当得到一个已经成型的雪球时，大多数人都能利用自己的经验和雪球的质地来判断它的成分：它是由柔软、可包装的雪组成的，还是由坚硬、冰冷的雪组成的。
行星科学家利用几乎相同的原理，研究了木星的冰质卫星木卫二的结构。
木卫二是一颗岩石卫星，它的咸水海洋体积是地球的两倍，被冰壳包裹着。科学家们一直认为，木卫二可能是太阳系中寻找非地生命的最佳地点之一。不过，这种生命的可能性和性质在很大程度上取决于其冰壳的厚度，而这一点天文学家还无法确定。
普渡大学理学院地球、大气和行星科学系副教授布兰登-约翰逊（Brandon Johnson）和研究科学家脇田茂（Shigeru Wakita）等行星科学专家组成的研究小组在《科学进展》（Science Advances）杂志上发表的一篇新论文中宣布，木卫二的冰壳至少有20公里厚。
为了得出结论，科学家们研究了木卫二上的大型陨石坑，运行了各种模型，以确定什么样的物理特征组合可以形成这样的表面结构。
脇田说："这是首次对木卫二上的这个大陨石坑进行研究。以前的估计显示，在厚厚的海洋上有一层很薄的冰层。但我们的研究表明，需要有一个很厚的冰层--厚到冰层中很可能发生对流，而这一点之前一直存在争议。"
1998 年，伽利略号航天器对木卫二进行了研究，约翰逊利用伽利略号航天器提供的数据和图像，对撞击坑进行了分析，从而破解了木卫二结构的真相。约翰逊是行星物理学和巨大碰撞方面的专家，他研究过太阳系中几乎所有的主要行星体。长期以来，科学家们一直在争论木卫二冰壳的厚度；没有人去过那里直接测量过，因此科学家们创造性地利用了手头的证据：木卫二冰表面的撞击坑。
撞击模拟视频。来源：普渡大学
"撞击陨石坑是塑造行星体最普遍的表面过程，"约翰逊说。"我们所见过的几乎所有固体天体上都有陨石坑。它们是行星体变化的主要驱动力。当撞击坑形成时，它基本上就是在探测行星体的地下结构。通过了解木卫二上陨石坑的大小和形状，并通过数值模拟再现它们的形成过程，我们就能推断出木卫二冰壳的厚度"。
木卫二是一个冰冻的世界，但冰层中隐藏着一个岩石内核。不过，冰面并不是一成不变的。板块构造和海洋中的对流以及冰层本身经常刷新表面。这意味着冰层表面本身只有 5000 万到 1 亿年的历史--这对于像人类这样的短寿命生物来说听起来很古老，但就地质年代而言却很年轻。
光滑、年轻的表面意味着陨石坑轮廓清晰，更容易分析，而且不深。它们的撞击更多地向科学家们展示了月球的冰壳和下面的水海洋，而不是传递有关其岩石心脏的许多信息。
"了解冰层的厚度对于推测木卫二上可能存在的生命至关重要，"约翰逊说。"冰壳的厚度控制着冰壳内部发生的过程，这对于了解地表和海洋之间的物质交换非常重要。这将帮助我们了解木卫二上的各种过程是如何发生的，并帮助我们了解生命存在的可能性。"
编译自/ScitechDaily
