如果木星和土星的冰卫星上存在生命，我们就会在这里找到它

现在，加州大学圣克鲁斯分校的研究人员进行的一项新研究表明，地球海底常见的这种热液喷口可能有助于在我们太阳系的“海洋世界”中创造维持生命的条件。

这项工作最近发表在“地球物理研究杂志：行星' 重点关注所谓的“低温”热液喷口，与“高温”热液喷口不同，并解决了关于此类系统可以持续多久的长期争论。根据研究人员的模拟，此类喷口可以在木星卫星木卫二和木卫三以及土星卫星土卫二的冰冷内部海底持续存在数十亿年 – 足以让生命出现和发展。

它们能持续多久？

问题在于，到目前为止，对热液喷口的模拟一直集中在极热的喷口上——即由火山活动驱动的所谓“黑烟囱”。这类喷口会从地球的热核中吸收能量，但事实证明，木星和土星的冰卫星并没有热核（它们的能量来自巨行星的引力），这意味着在这项研究之前，科学家们对这类喷口的持续时间一无所知。

即使在地球上，超热喷口也不是海洋通风的主要形式。事实上，大量的水会通过温度低得多的喷口。

论文第一作者安德鲁·费舍尔 (Andrew Fisher) 表示：“从排放量来看，流经低温喷口的水量相当于地球上所有河流和溪流的流量，约占地球热量损失的四分之一。整个海洋体积大约每 50 万年就会流入和流出海底一次。”

费舍尔与同事们模拟了木卫二和土卫二上低温喷口的扩散。由于缺乏关于这两颗卫星海洋的具体数据，研究人员根据西北太平洋的环流系统进行了模拟，具体来说是胡安德富卡海脊的东侧，在那里，冷海水下沉并通过死火山洞流向海底岩石。海水在岩石中流动约 50 公里，在此过程中温度升高，然后上升到另一座海山。

“水在流动过程中会积聚热量，流出时的温度会比进入时更高，而且化学成分也有很大不同，”研究报告的共同作者克里斯汀·迪克森说。

通过将新的环流模型应用于木卫二和土卫二，研究人员修正了重力、温度、基岩成分和水循环深度等特性，以更好地适应海洋卫星的潜在条件。

足够的时间生活

因此，他们发现，这些卫星上不仅可以在各种条件下维持中等温度的喷口，而且低重力使得从喷口流出的水温度更高。此外，在低重力条件下，从卫星核心（被认为相当冷）提取热量的效率较低，这将使这种中等温度的喷口维持很长时间，可能长达数十亿年。

费舍尔表示：“我们的研究表明，低温热液系统（温度不太高，不适合生命存在）可以在地球以外的海洋世界中维持，其时间尺度与生命在地球上建立所需的时间尺度相当。”

研究人员表示，当可以直接观察海洋世界的海底并探测到活跃的热液系统时，他们的模型将更加可靠。但这仍然是未来太空任务面临的一项重大技术挑战。“因此，充分利用现有数据至关重要，其中大部分是远程收集的，并借鉴数十年来对类似陆地系统的详细研究所获得的见解，”论文总结道。