土卫二许是一颗宜居星球 只因水从未干涸过

土卫二，这颗土星第六大卫星的神秘面纱逐渐揭晓。在旅行者号探测土星之前，我们对它的了解几乎为零，仅仅知道它是一个被冰覆盖的星球。随着科技的飞速发展，我们在2015年揭开了它的新面貌。东京大学、日本海洋研究开发机构等团队与欧美国际团队的紧密合作，在土卫二上发现了热水的环境，这一重大发现在人类探索太阳系的历程中留下了浓墨重彩的一笔，因为这是人类首次在地球之外发现可供生命存在的环境。

土卫二的直径约为500公里，被一层厚厚的冰壳所覆盖。冰层最厚处达到20至25公里，而在南极的最薄处则仅有几公里。正是在冰层较薄的南部地区，我们目睹了土卫二的奇特现象——“间歇泉”。水蒸气和冰粒从冰层裂隙中喷薄而出，有些冰粒中还携带着简单的有机物。

如果你有幸从土卫二南极上空飞过，你将见到一幅震撼人心的图景。这颗冰雪覆盖的星球不断向太空喷发出羽状喷流，揭示了其内部存在一个全球性的地下海洋。这项观测结果令科学家们兴奋不已，因为他们一直困扰于一个问题：如此小的卫星是如何维持液态海洋所需的能量的？

新的研究，发表在《自然天文学》上，首次分析了土卫二拥有岩质内核的结构产生持续地热活动的机制。关键在于，该研究采用的3D模型显示，这一过程可能已持续了数十亿年。并且为了维持这一过程，其内核必须是湿润且多孔的。这一发现对于寻找外星微生物的天体物理学家来说，无疑是一个令人振奋的消息。

土卫二的确在不断地将海洋喷入太空之中。卡西尼号探测器的数据告诉我们，这些蒸汽中含有盐和硅石粉尘。但要维持这些物质的存在，海洋底部的温度必须极高。结合卡西尼号的探测结果，我们发现土卫二的液态海洋与温暖的岩质内核交界处正在发生重要的化学反应。

目前我们尚不清楚土卫二如此惊人的能量从何而来。但有一种理论指出，土卫二的宿主行星——土星可能承担了大部分工作。土卫二沿椭圆轨道围绕土星转动时，引力的持续推拉造成的潮汐效应使土卫二的内核物质相互摩擦产生热量。即使如此，所产生的热量仍不足以抵消通过海洋散发的热量。

为了揭开这一谜团，一支由法国南特大学加埃勒·舍布雷领导的研究团队展开了一系列的分析和研究。他们借助3D模拟，详细探讨了土卫二内部的情况。“土卫二如何持续获取能量、保持活跃状态？”这一问题一直困扰着科学家们。但现在，我们开始更多地关注岩质内核的结构和组成在产生所需能量过程中的作用。”舍布雷指出。

根据他们的研究模型，只有当土卫二的内核由不坚固、易变形的多孔岩石构成时，才可能维持目前的液态海洋。这些孔状结构占据了内核的20%至30%，使得冰冷的液态水能够涌入内核，并在潮汐效应引发的摩擦下被加热（核心水温可达90摄氏度）。当这部分海水温度高于周围海水时，便会向上运动，并从冰层缝隙中喷出，类似于地球上的海底热泉。这一过程不断重复，形成了某种意义的水力循环。每过2500万年至2.5亿年，土卫二的全部海水便会被内核加热一遍。最惊人的是，该模型显示这一过程能够持续数十亿年之久。

这一研究为我们解答了一个重要问题：如何在一颗小型冰质卫星内部建立地热系统。NASA天体物理学研究所的科学家克里斯托弗·格伦表示：“结合观测与理论、化学与物理，我们更加全面地了解了土卫二的运作机制。”他还补充说：“想到一颗外星球上的地热系统可能为生命提供能量和营养物质，我无比激动。”这一发现为我们揭示了土卫二的神秘面纱，也为我们进一步探索太阳系乃至宇宙中的生命提供了宝贵的线索。这项研究进一步揭示了土卫二成为本世纪太空探索热门目标的原因。除了拥有温暖的海水、有机分子以及其他生命“必需元素”之外，土卫二的海洋或许已经存在了数十亿年。这么长的时间跨度，理论上已经足够孕育出简单的微生物了。在土卫二的探索道路上，我们还面临着许多未知的挑战。

科学家们对土卫二的研究做出了杰出的贡献。康奈尔大学的天文学家乔纳森·鲁宁指出，土卫二多孔湿润的内核产生的潮汐热，很可能是海水得以保持温暖的关键。NASA的亨特·怀特也肯定了这一点，并进一步解释了岩质内核中产生的潮汐热在地热活动和氢气制备中的重要性。尽管新研究详细解释了土卫二的液态全球性海洋、内部产热、南极冰层较薄的现象以及地热活动，但它并未解答为何土卫二北极区域存在古老的撞击坑冰层的问题。按照模型的预测，土卫二两极的冰层应该都相对较薄，这使得我们仍需进一步探索和研究这个神秘的星球。

木卫二一直被科学家们认为是另一个充满奥秘的星球。它表面下的全球性海洋不仅水量巨大，超过地球海洋的两倍，而且被认为是生命存在的基本条件之一。未来，随着NASA即将启动的“欧罗巴快帆”项目，我们将有机会近距离观察木卫二，并派出登陆器深入研究冰层下的巨大海洋。这不仅是一次太空探索的壮举，更是对生命起源的一次大胆猜想和探寻。科学家们期待着解开这些谜团，让我们共同期待未来的发现吧！