木衛二的板塊構造

尹懷勤

板塊構造是地球所獨有的嗎？現在看來不是的，木衛二可能擁有與地球類似的板塊構造，只不過它的板塊不是巖質的，而是由冰構成的，這是太陽系中非常獨特的天體結構。

根據板塊構造理論，地球的外殼由一系列板塊構成，它們的相對位置會發生移動，由此可以解釋地球上山脈為何會隆起，火山為何會噴發，以及地震為何會發生。作為太陽系中表面形成最晚的星球之一，木衛二的“翻新”速度很快。科學家發現，一塊表面在兩個冰板塊交匯的地方消失了，這意味著有可能是一個板塊沉降到另一個板塊下面了，類似于地殼某些區域一個板塊俯沖到另一板塊下方所形成的俯沖帶。因此，木衛二可能是太陽系中除地球以外唯一具有板塊構造系統的天體。

進一步的證據顯示，木衛二消失的板塊俯沖到了第二個地表板塊之下，科學家在第二個板塊上看到了冰火山。這可能是前一個板塊在俯沖的過程中發生融化所致。不過科學家沒有在俯沖帶看到山脈，說明第一個板塊的物質是被推入了內部，而非兩個板塊相互擠壓層疊在一起。科學家認為，俯沖的板塊被木衛二厚達30千米的冰殼所吸收，并沒有直接俯沖到冰殼以下的液態海洋之中。

關于木衛二板塊構造的研究成果充實了木衛二生命假說。美國科學家提出，木衛二的海底可能存在火山，其噴發提供的熱量足以使某些不需要陽光和空氣的微生物生存下去，這一論點被稱為木衛二生命假說。水、充足的熱量和有機化合物是生命存在的3個基本要素，地球海洋深處一些火山口的周圍，沒有陽光和氧氣的極端惡劣自然環境中都有原始微生物繁衍生息，就是因為這些地方都具備上述3個條件，而木衛二的環境同樣可能符合宇宙生物學的標準。

今年5月美國國家航空航天局噴氣推進實驗室一項最新的研究提出，木衛二與地球一樣，氧氣與氫氣制造具有一定的比例，氧氣制造量大約是氫氣制造量的10倍。研究人員利用地球體系中能量和營養的運動原理來研究木衛二上的海洋，木衛二海洋中的氫氧循環是維持那里可能存在的任何生命形式的重要因素。他們計算了木衛二鹽水海洋和巖石發生反應將潛在制造出多少氫氣。研究人員認為，木衛二數十億年前形成之后，其巖石內部持續冷卻，因此其海底可能存在著裂隙，海水滲入裂隙與巖石發生反應，形成新的礦物質，釋放出氫氣。在地球上，這樣的裂隙位于海底5～6千米深處，而木衛二海水可下至25千米深，進入巖石內部，在木衛二海底深層部分發生化學反應。

除了氫氧循環外，研究人員還希望了解木衛二海洋其他重要生命元素的循環方式，如碳、氮、磷和硫等，從而給出木衛二具有孕育和存活生命的更有力的證據，并為探索其他可能有生命存在的天體提供技術借鑒。

【責任編輯】龐 云