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寻找水星


http://www.sina.com.cn 2006年03月22日 07:18 中国青年报

  柯南

  从太空看去,我们的地球是一颗“水星”。地球表面约71%被水覆盖着。正是水孕育了地球上繁盛的生命。但是科学家近年来逐渐发现,太阳系中可能还有其他能孕育生命的“水星”。

  3月9日,科学家宣布他们在距离地球数亿公里之外的地方找到了一个巨大的喷泉。根据卡西尼号土星探测器发回的图片,土星的一颗卫星土卫二向外喷发出了高达数百公里的羽状物。科学家推测这是从土卫二南极地区喷发出的水蒸气和冰块形成的。这表明土卫二表层之下可能有液态的水。

  喷水的

小巨人土卫二

  2005年的2月、3月和7月间,卡西尼号探测器三次掠过土卫二的上空,自从1981年旅行者2号探测器拍摄到土卫二之后,还是第一次有人造探测器在这么近的地方与它接触。在这个距离,卡西尼号的照相机拍下了惊人的一幕。土卫二的南极地区存在强烈的喷发现象。从这里喷出的物质直冲天空达数百公里,在太空中形成了一个巨大的羽毛状结构。

  科学家在研究了反映这种现象的照片之后,认为土卫二的表面之下可能存在着水。“我们意识到了这是一个激进的结论———我们可能找到了在一个如此之小和如此之冷的天体上存在液态水的证据。”卡西尼号探测器成像小组的卡罗琳·波鲁克(CarolynPorco)说。

  土卫二的名字“恩克拉多斯”来源于希腊

神话中的一位巨人,不过,约500公里的直径让它很难与“巨人”画等号。毕竟在土星的35颗被天文学家正式命名的卫星中,有比它大得多的成员,比如土卫六“泰坦”,土卫二只能算一个侏儒。在此之前,土卫二值得骄傲的特征大概是它那极高的反照率———照射在土卫二表面的阳光,大约90%会被反射回去。这让土卫二成为太阳系最明亮的卫星之一。

  如今,土卫二的表层下可能存在的水,让它加入了太阳系几个可能孕育生命的星球的行列。波鲁克认为,如果这种推测是正确的,太阳系可能适合生命生活的环境范围就被显著地拓宽了。

  土卫二的表面温度是大约零下200摄氏度,在这样的一个世界里存在液态的水,似乎有点不可思议。起初,科学家试图用其他的模型来解释土卫二的这种喷发现象,比如土卫二表面的冰受热,变成了水蒸气。但是最终他们排除了这些模型的可能性,剩下的解释就只有一种,那就是在土卫二表层之下存在液态水。

  科学家推测,这些液态的水距离土卫二的表面不远,可能只有数米。在更深层热源的加热作用下,这些水携带着冰块喷出了土卫二的表面,就像地球上偶尔可见的间歇泉。

  这种冰和水蒸气的喷发也解释了为什么卡西尼号在木星周围发现了氧离子存在的迹象。那些氧离子很可能就是喷发到太空中的水分解而成的。此外,科学家还认为,土卫二还担负着一个重要的工作,那就是为土星制造土星环。如果没有土卫二的喷发,那么土星的E环可能也就不会存在。

  有了液态的水,有了简单的有机物,科学家很自然地会想到在这种环境下是否可能存在生命。亚利桑那大学的杰弗里·卡盖尔(JeffreyKargel)在3月10日出版的《科学》杂志(卡西尼号的这些发现也发表在同期杂志上)发表的一篇评论文章中写道,如果土卫二的地下水中存在着生命,那么它们可能不会太复杂,并且“需要对付低温、微薄的新陈代谢能量,或许还有严酷的化学环境”,然而,我们不能排除土卫二是生命的遥远栖息地的可能性。

  木卫二像一颗鸡蛋?

  将近半个世纪之前,天文学家就发现了木星的一颗卫星———木卫二(“欧罗巴”)表面覆盖着冰层。1979年,旅行者2号探测器飞过了木星。它为木卫二拍摄了近距离的照片。在照片上可以看到木卫二表面存在着裂纹。

  旅行者号并不是专门为探测木星及其卫星而设计的,它匆匆地掠过了木星,对木卫二只做了短暂的观测。但是旅行者号拍摄的木卫二的图像引起了科学家对于这颗卫星的强烈兴趣。详细研究木星的任务落在了伽利略号探测器身上。伽利略号的命运十分坎坷,在经历了发射推迟、天线故障等磨难之后,1995年它终于到达了木星。

  第二年,伽利略号就发回了木卫二表面更详细的照片。从照片可以看出,在这个和月球差不多大小的卫星上布满了冰层的裂缝,其中有些地方的冰层就像地球海洋上的浮冰。科学家推断,在木卫二冰冻的表面之下,可能存在一个海洋。从密度推测,木卫二本身是由岩石构成的,它与最外层的冰壳以及中间的海洋构成了一个奇异的“鸡蛋”。

  在遥远的木星卫星上有一个海洋,甚至可能覆盖了这颗卫星的表面?科学家认为这一情况存在的可能性很大。木星强大的引力场把木卫二表面的冰层撕出了无数裂缝,它所产生的潮汐力也可能成为木卫二内部的热量来源。再加上木卫二核心可能有放射性元素衰变产生热量,木卫二或许可以在它的内部维持这样一个液态水的世界。如果有液态水、能量和有机物,生命就可能从中诞生。

  地球上也有类似木卫二的情况。在南极大陆的内陆,有一个东方湖(靠近俄罗斯的南极考察站“东方站”)。这个“湖”的面积几乎与北美洲的安大略湖相等,湖水深度也在世界各大湖泊中名列前茅,然而它却隐藏在冰层之下数公里的地方。

  东方湖本身就可能回答一些关于生命形成的问题。在海底火山口附近的严酷环境中生活着不怕热的细菌,在东方湖的寒冷而与世隔绝的环境中也可能孕育出生命。这样的一个冰下之湖为科学家探测木卫二提供了一个绝好的进行比较和实验的场所。如果在东方湖能够找到生命存在的迹象,那么在木卫二也可能找到。

  2003年,伽利略号结束了它在木星的探测使命。美国宇航局决定用一种特别的方式为伽利略号的任务画上一个句号:伽利略号将飞入木星的大气层自行烧毁。选择这么做的原因是,科学家担心伽利略号如果在未来的某个时候坠落在木卫二上,它就可能把地球上的微生物带到木卫二,从而污染了木卫二珍贵的环境。

  尽管木卫二对科学家有很大的吸引力,未来的若干年时间里却不太可能出现接替伽利略号工作的探测器。美国宇航局曾经提出过一个专门的“木卫二环绕探测器”(EuropaOrbiter)计划,但是实施的时间仍然遥遥无期,更不用说从木卫二表面取回样本,甚至潜入木卫二海洋的探测计划。

  火星曾是一颗湿润的星球

  向木卫二发射一艘宇宙潜水艇,对木卫二冰下的海洋一探究竟,看看是否存在生命,今天的技术可能还无法做到。但是研究地球的近邻火星的门槛可能较低。

  关于火星生命的猜想可以一直追溯到科幻小说之前的时代。不仅仅是火星,人们曾经认为水星或金星这样的行星上也存在着智慧或者野蛮的生物。但这些行星的环境都太严酷了,不太可能有生命存在。

  20世纪60年代,人类逐渐向火星派遣了探测器,证实了这个红色星球和许多人的想象正好相反———没有水,没有人工开凿的运河,更没有火星智慧生命存在的迹象。美国的两艘“海盗号”探测器还试图从火星土壤中找到微生物活动的迹象,结果让科学家大失所望。

  火星上的水随着上个世纪90年代以来的又一轮火星探索热潮,逐渐回到了科学家的视野中。包括火星快车、火星奥德赛和火星环球勘察者在内的几艘环绕火星轨道运行的探测器,探测到了水曾经在火星上活动的证据。2004年,美国宇航局的两艘火星车在火星表面登陆。它们找到了更多的火星上曾经有水的证据。关于火星水的发现,被《科学》杂志评为2004年的头号科学发现。

  如今,科学家相信,火星在历史上曾经和今天的地球类似,是一个湿润的星球。那时候火星很可能是一个适宜生命出现和生存的行星。后来火星表面失去了水,变成了现在的样子。

  火星并不完全是干旱的。有证据显示,一部分水可能被保存在了火星的地下。不过,尽管火星可能有一个湿润的过去,迄今还没有特别有力的证据直接显示火星上曾经或者仍然存在生命。

  在地球之外的哪颗“水星”上将首先发现生命?答案仍然不确定,尤其是在美国宇航局将工作重点转移到载人航天方面,从而削减了其他科学项目的资金的背景下。甚至,科学家如果想再看一眼土卫二,也要等到2008年,卡西尼号探测器才会对它进行另一次飞掠。

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