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天文新知

複雜的土衛二內部結構顯示有適合生物生存的環境

土衛二(Enceladus)是顆非常特別的衛星,在其南極裂隙一帶有很活躍的冰噴泉活動,且在其厚厚的冰層之下很可能有著含鹽的海洋。科學家認為或許能藉由瞭解冰泉噴出物的成分來進一步瞭解冰層下的海洋是什麼樣子、是如何形成、可否提供生命發展並生存等問題。現在,科學家認為:土衛二的內部可能比之前認為的還要複雜許多,甚至可能存在足以提供生命生存的環境。

土衛二內部結構示意圖。

美國西南研究所(Southwest Research Institute)Christopher Glein等人發展出一個新式的地球化學模型,藉由分析冰噴泉噴出的氣體柱(gas plume)和凍結海沫(sea spray)的組成成分,藉此估計溶解在土衛二內部海洋中的二氧化碳(CO2)濃度,再藉此模擬深層內部的狀況,結果發現:二氧化碳濃度或許會受到其海床上含矽與含碳礦物的混和物的化學反應控制。其次,氣體柱中偵測到氫分子和氧化矽粒子,顯示土衛二內部可能有深海熱泉(hydrothermal vent)出現,而且或許能如同地球海洋中的深海熱泉一般,散發出富含能量和礦物的熱液流,形成一個可供生物存活的獨特生態系統。

而二氧化碳、氧化矽和氫分子的不同來源,顯示岩質核心有著駁雜的礦物與熱流環境。Glein等人從研究結果推測:土衛二的核心是由含碳酸岩質(carbonated)的上層和蛇紋石化(serpentinized)的內部所組成。碳酸鹽在地球上的沈積岩中相當普遍,例如石灰岩,而富含鎂和鐵的蛇紋石礦物則大都是從海床上的火成岩中形成。

Glein等人認為:土衛二複雜核心和海床之間的動態交互作用可能產生足以支持生命生存的能量。雖然科學家迄今尚未在土衛二海洋中發現微生物的存在,但不斷有化學不平衡狀態的證據出現,顯示土衛二冰殼之下應有適合生物生存的環境。(編譯/張桂蘭)
 
資料來源:Southwest Research Institute

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