[转帖] 【自然】欧罗巴内部或为海底火山提供燃料

木星的月亮欧罗巴的冰壳覆盖着广阔的全球海洋。下方的岩石层可能很热，足以融化，从而导致海底火山爆发。

新的研究和计算机模型表明，火山活动可能在最近的过去发生在木星的月亮欧罗巴海底-并可能仍在发生。NASA即将到来的欧罗巴快船计划于2024年发射，它将俯冲到冰冷的月球附近并收集测量数据，这些数据可能会为最近的发现提供启示。

该任务以2024年发射为目标，将调查木星的月亮欧罗巴及其内部海洋是否具有适合生活的条件。

科学家有充分的证据表明，欧罗巴在其结冰的外壳和岩石内部之间蕴藏着巨大的海洋。这项新的工作表明，月球可能具有足够的内部热量来部分融化该岩石层，这一过程可能会给海底的火山供水。关于这种内部热量如何产生和传递的最新3D建模是对这种内部热量对月球的影响的最详细，最彻底的检查。

木卫二岩石地幔足够热至融化的关键在于木星在其卫星上的巨大引力。欧罗巴围绕着这家天然气巨头旋转时，冰冷的月球内部发生了弯曲。屈曲力将能量带入月球内部，然后随着热量渗出（想一想，曲别针反复弯曲会产生热量）。月球内部弯曲得越多，产生的热量就越多。

该研究最近发表在《地球物理研究快报》上，详细模拟了木卫二的岩石部分如何在木星引力的作用下弯曲和加热。它显示了热量散发到何处以及如何融化该岩石地幔，从而增加了海底火山爆发的可能性。

数十年来，欧罗巴火山活动一直是人们猜测的话题。相比之下，木星的月球 Io 显然是火山。那里的数百个火山喷出了熔岩喷头，并喷出了高达250英里（400公里）的火山气体和尘埃，这是由于木星的拉力引起的相同类型的内部加热所致。但是，欧罗巴的距离比伊欧离它的宿主行星更远，所以科学家们想知道，在冰冷的表面上这种作用是否会相似。

科学家的发现表明，木星的月亮欧罗巴的内部可能由铁芯组成，被铁质的地幔包围，与冰冷的地壳下的海洋直接接触。新的研究模拟了内部热量如何为海底的火山提供燃料。

在捷克共和国查尔斯大学的玛丽·贝侯科娃（MarieBěhounková）的带领下，作者进一步预测，火山活动最有可能发生在欧罗巴两极附近-产生热量最多的纬度。他们还研究了火山活动如何随时间演变。寿命长的能源为潜在生命的发展提供了更多机会。

水下火山（如果有的话）可以为热液系统提供动力，例如那些可以为地球海洋底部的生物提供燃料的系统。在地球上，当海水与热岩浆接触时，相互作用会产生化学能。正是这些热液系统（而不是阳光）产生的化学能帮助支撑了我们海洋深处的生命。欧罗巴海底的火山活动将是一种支持该月球海洋中潜在宜居环境的方式。

“我们的发现提供了更多的证据，证明欧罗巴的海底海洋可能是适合生命出现的环境，”贝洪科瓦说。“欧罗巴是可能保持数十亿年火山活动的稀有行星体之一，并且可能是地球之外唯一拥有大量水库和长寿命能源的行星体。”

直接观察
当欧罗巴快船到达2030年的目标时，美国宇航局的科学家将有机会对新的预测进行测试。该航天器将绕木星轨道飞行，并执行数十次欧罗巴近距离飞越，以绘制月球图并研究其组成。在收集到的科学数据中，该航天器将对表面进行详细调查，并对月球稀薄的大气层进行采样。

如果水从冰冷的地壳中渗出，那么对地表和大气层的观测将使科学家有机会了解有关月球内部海洋的更多信息。科学家认为，海洋与地壳之间的物质交换会在表面留下海水痕迹。他们还相信，交换可能会释放出可能包含来自海底的物质的气体，甚至可能是水蒸气羽流。

欧罗巴快船（Europa Clipper）测量月球的重力和磁场时，这些区域的异常现象，尤其是两极异常现象，可以帮助确认新研究预测的火山活动。

欧罗巴快船项目科学家罗伯特·帕帕拉尔多（Robert Pappalardo）说：欧罗巴海底热，岩石多岩石的内部和火山的前景增加了欧罗巴海洋成为宜居环境的机会，” “我们也许可以使用欧罗巴快船计划的重力和成分测量来测试这一点，这是一个令人兴奋的前景。