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欧罗巴海洋的生命前景:朱诺号任务发现氧气产量低  

木星最大的卫星之一木卫二拥有厚厚的水冰壳和冰冷表面下广阔的地下咸水海洋,因此被认为是太阳系中最有希望在地球以外孕育某种生命形式的地方之一。最近一项基于朱诺号木星任务直接观测的研究表明,木卫二表面的氧气产量非常低。这可能意味着从含氧冰到地表以下液态海洋的氧气输送量大大减少,并且维持欧罗巴海洋生命的范围也更窄。即将到来的木卫二快艇任务预计将更多地揭示在木卫二海洋中发现某种生命形式的可能性。未来在木卫二海洋中发现的任何原始微生物生命都将首次证明生命在欧洲两个不同的地方独立出现。 宇宙 

物理和化学在任何地方的理解方式都是相同的,但生物学可能不同。在地球上,生命以碳为基础,需要液态水作为生命组成部分(包括碳、氢、氮、氧、磷和硫)的溶剂和能源。大部分能量来自植物通过光合作用捕获的太阳,并在有氧的情况下通过呼吸作用获得。然而,地球上的一些生命形式,例如古细菌,可能会使用其他能源。而生命的起源和进化也需要时间。  

鉴于对生命的广泛理解(作为一个需要液态水、某些化学元素、能源和时间的过程),在太阳系内外寻找地球以外的生命需要识别 行星/拥有大量液态水的天然卫星,作为第一步。  

木卫二是木星最大的天然卫星之一,它有厚厚的水冰壳、主要由氧气组成的稀薄大气层和其冰冷表面下的大型地下咸水海洋,其含水量是地球海洋的两倍。木卫二的海洋可能拥有必要的化学元素/生命的基本组成部分。木卫二的海洋不可能进行光合作用,因为它被厚厚的冰层覆盖,但众所周知,化学反应为原始生命形式提供了动力。由于木卫二几乎与地球一样古老,因此有人认为木卫二的海洋中可能已经发展出了一些原始生命。  

由于持续暴露在木星和外太空的强烈辐射下,木卫二表面不可能存在生命。但辐射中的带电粒子打破了 H2表面冰中的O分子产生H2 和O2 (之前的发射线证实了木卫二大气中存在氧气)。由此产生的氧气及其随后输送到地下海洋对于生命(如果有的话)至关重要。木卫二海洋中生命的存在还取决于木卫二表面的氧气产量以及随后氧气扩散到地下海洋以支持其中生命形式的呼吸。  

最近一项基于朱诺号木星任务 JADE 实验首次直接观察的研究证实,氢和氧是木卫二大气层的主要成分。研究人员还发现木卫二表面的氧气产生量约为每秒 12 ± 6 千克,约为之前研究表明的速率的十分之一。这可能意味着从含氧冰到地表以下液态海洋的氧气输送量大大减少,并且维持欧罗巴海洋生命的范围也更窄。   

木卫二快艇任务计划于 2024 年 2030 月发射,并于 XNUMX 年投入运行,这将进一步揭示木卫二海洋中某些生命形式的存在。  

尽管可能性很大,但没有任何证据表明 生活 迄今为止形成于地球之外。未来在木卫二海洋中发现的任何原始微生物生命都将首次证明,只要满足必要的要求,生命就会在两个地方独立出现。  

*** 

参考文献:  

  1. Szalay, JR、Allegrini, F.、Ebert, RW 等人。木卫二水冰表面分解产生氧气。纳特·阿斯特朗 (2024)。发布于 04 年 2024 月 XNUMX 日。DOI: https://doi.org/10.1038/s41550-024-02206-x  
  1. NASA 2024。新闻 – NASA 的朱诺任务测量木卫二的氧气产量。 04 年 2024 月 XNUMX 日。可于 https://www.jpl.nasa.gov/news/nasas-juno-mission-measures-oxygen-production-at-europa/ 

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乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
乌梅什·普拉萨德(Umesh Prasad)
科学记者| 《科学欧洲》杂志创始人编辑

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