木衛(wèi)二的板塊構造

尹懷勤

板塊構造是地球所獨有的嗎？現(xiàn)在看來不是的，木衛(wèi)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(jù)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(fā)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(fā)，以及地震為何會發(fā)生。作為太陽系中表面形成最晚的星球之一，木衛(wèi)二的“翻新”速度很快?？茖W家發(fā)現(xiàn)，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(qū)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(wèi)二可能是太陽系中除地球以外唯一具有板塊構造系統(tǒng)的天體。

進一步的證據(jù)顯示，木衛(wèi)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(fā)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(nèi)部，而非兩個板塊相互擠壓層疊在一起?？茖W家認為，俯沖的板塊被木衛(wèi)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(tài)海洋之中。

關于木衛(wèi)二板塊構造的研究成果充實了木衛(wèi)二生命假說。美國科學家提出，木衛(wèi)二的海底可能存在火山，其噴發(fā)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(wèi)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(huán)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(wèi)二的環(huán)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(wèi)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(yǎng)的運動原理來研究木衛(wèi)二上的海洋，木衛(wèi)二海洋中的氫氧循環(huán)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(wèi)二鹽水海洋和巖石發(fā)生反應將潛在制造出多少氫氣。研究人員認為，木衛(wèi)二數(shù)十億年前形成之后，其巖石內(nèi)部持續(xù)冷卻，因此其海底可能存在著裂隙，海水滲入裂隙與巖石發(fā)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(wèi)二海水可下至25千米深，進入巖石內(nèi)部，在木衛(wèi)二海底深層部分發(fā)生化學反應。

除了氫氧循環(huán)外，研究人員還希望了解木衛(wèi)二海洋其他重要生命元素的循環(huán)方式，如碳、氮、磷和硫等，從而給出木衛(wèi)二具有孕育和存活生命的更有力的證據(jù)，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