众所周知,地球上的水占地球总体积的70%,在大多数人眼中,地球都是太阳系中液态水最多的星球,然而并非如此,地球甚至都挤不进前三!结合实际观测和相关理论,天文学家计算出地球的蓄水量只有1.335ZL(1ZL=10的21次方升),位居第五。
蓄水量前四分别是木卫三、土卫六、木卫四和木卫二,蓄水量分别是35.4ZL、18.6ZL、5.3ZL和2.6ZL,地球的蓄水量都比不上木卫三的零头,可见,木卫三才是太阳系中的”超级大水库“!
太阳系最大的卫星——木卫三。1610年的冬天,伽利略通过自制的天文望远镜,在木星周围发现了四颗明亮的光点,其中最大的一颗正是木卫三,它的直径有5262公里,是太阳系内最大的卫星,体积甚至比水星还要大,但密度远远低于水星,仅为1.936g/cm³,因为木卫三的内部有大量的冰和液态水。
想象一块直径比中国还宽的巨型夹心巧克力:最外层是20公里厚的冰壳,中间夹着咸水海洋,最内层是岩石与金属核心。这就是木卫三的“三明治结构”。据科学家估算,木卫三质量的50%都是水,这些水大部分以冰的形式存在,更深的地方则由于温度和压力形成了液态海洋。
目前,科学家曾提出木卫三的地下海洋深度超过1000公里,内部含有大量的盐分、矿物和氧气,与我们的地球相比,海洋最深处马里亚纳海沟的深度也就仅有11公里,将近地球最深处的100倍!这足以见得木卫三的储水量有多么惊人,如果将木卫三上的水全部释放,整个水量相当于地球的30倍。
我们是如何发现木卫三上有水的?木卫三地下海洋的发现与它的磁场有着紧密关联,木卫三是太阳系中唯一一颗拥有独立磁圈的卫星。最初,NASA的伽利略号探测器发现木卫三周围存在磁场,并据此推测木卫三的表面之下存在导电液体层-例如含盐的液态海洋,其导电性干扰了木星磁场的穿透。
之后在2015年,哈勃望远镜团队对木卫三的极光摆动模式进行了高精度观测,因为木星磁场的周期性变化,理论上木卫三的极光位置应该有规律性的偏移,但实际观测结果并非如此,这就表明木卫三的冰层下方存在导电流体。
通俗来说就是当木星的磁场发生变化时,导电的海洋会感应出反向电流,形成次级磁场,抵消了外部磁场的干扰,从而抑制了极光的摆动幅度。
木卫三之所以能有磁场,主要是因为木星和其它木卫的”潮汐加热“。木卫三绕木星做椭圆轨道运动,在公转过程中,它和木星之间的距离不断变化,这就导致木卫三在不同的位置,受到木星的引力不同,并且木卫三与木卫二、木卫一形成了1:2:4的轨道共振,使得它还会在特定的位置和时间受到额外的引力影响。
在这样的引力拉扯下木卫三剧烈摩擦,从而产生了更多的热量,自身释放的热量将内部的冰融化,最终形成了地下海洋。
木卫三上有生命吗?尽管木卫三的地表温度低至-121℃,但是它的核心却能不断产生高热量,能为海底提供能量来源,这就意味着木卫三的海洋里可能存在生命。
英国生物学家约翰·默里曾提出,海底的过热喷泉可能会产生生命,当喷发的高温地下水与冷海水混合时会产生化学反应,在这个过程中能产生有机化合物,从而诞生生命。
并且,当木卫三外部的冰层由于受到太阳辐射、宇宙射线和木星磁场粒子的侵蚀,分解的氧气也会通过缝隙渗透到地下海洋中。在木卫三的表层,也确实存在一些有机化合物,这很有可能会进入地下海洋,从而诞生出生命。
当然这些都是合理猜测,欧洲空间局的”木星冰月探测器“将于2029年抵达木卫三,研究潜在生命信号。NASA也计划将于2030年发射探测器,通过能够穿透冰层的雷达和光谱仪分析海洋成分,寻找是否存在有机分子。