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地球是圓海水為什麼會流動

圖文 更新时间:2025-02-15 02:31:54

地球是圓海水為什麼會流動?在地球上,從地表以上的雲層到地殼深處,幾乎有水的地方就有生命“逐水而居”是從古至今人類生存與發展一直遵循的基本規則,正因如此,科學家在地外天體尋找生命時,通常會“逐水而行”,聚焦有水的天體,我來為大家科普一下關于地球是圓海水為什麼會流動?以下内容希望對你有幫助!

地球是圓海水為什麼會流動(直徑隻有地球14液态水卻是地球的2倍)1

地球是圓海水為什麼會流動

在地球上,從地表以上的雲層到地殼深處,幾乎有水的地方就有生命。“逐水而居”是從古至今人類生存與發展一直遵循的基本規則,正因如此,科學家在地外天體尋找生命時,通常會“逐水而行”,聚焦有水的天體。

木星以及衛星

作為太陽系中最大的行星,木星擁有衆多的衛星,迄今已知科學家發現木星擁有79顆衛星,其中最大的四顆是1610年被伽利略發現的木衛一、木衛二、木衛三和木衛四,所以它們又被統稱為伽利略衛星。按相對木星距離由近及遠排列:木衛一距離木星42萬千米,直徑約為3630千米;木衛二距離木星67萬千米,直徑約為2920千米;木衛三距離木星107萬千米,直徑約為5262千米,是太陽系中最大的天然衛星;木衛四距離木星188萬千米,直徑約為4800千米。除木衛二外,其他三顆衛星的個頭兒都比月球大。這四顆衛星的軌道呈圓形,其軌道面幾乎與木星赤道面重合,自轉周期和繞木星轉動的周期相同,而且運行方向都是自西向東,這和月球圍繞地球運動的情況是一樣的。

除此之外,木衛一(I。)、木衛二(Europa)和木衛三(Ganymede)3顆内伽利略衛星處于拉普拉斯共振(Laplace resonance)狀态,這是太陽系中唯一的三體共振的例子。

對木星的探測計劃

這也引起了科學家的興趣,20世紀下半期,旅行者系列探測器發射,它們對木星及其衛星進行了觀測,觀測的結果出乎了科學家的認知。

為此,1989年10月18日,由“阿特蘭蒂斯”号航天飛機送入軌道的“伽利略”号木星探測器,這是美國航天局第一個直接專用探測木星的航天器。伽利略探測器除了對木星進行探測拍攝,還對木星的衛星進行了探測。

而根據“伽利略”号傳回來的照片,科學家發現木衛二的表面被布滿裂縫的冰層所覆蓋,冰層因木星引力而不斷起伏,這一過程也許會産生足夠的熱量在冰凍的表面之下維持液态海洋的存在。

另外,木衛二冰殼可能具有類似于地球的闆塊構造和俯沖活動,美國布朗大學環境與行星科學系教授布蘭登·約翰遜說,有證據表明,木衛二的冰殼有兩層,表層冰蓋很薄,其下的對流冰層溫度稍高,另外,有充分的地質證據表明,木衛二确實存在鹽含量變化,隻要兩層冰殼中的鹽分含量不同,就可為闆塊俯沖提供必要的密度差異。

新研究使用計算機建模來展示俯沖的過程,當一個闆塊在另一個闆塊下面滑動時,可能沉入冰殼中。而俯沖過程讓木衛二地殼表面富集的氧化劑和生命需要的化學物質,與可能存在的地下海洋相接觸。

木衛二極可能存在生命

除此之外,科學家經過計算發現,雖然木衛二隻有地球的四分之一,但其水量可能是地球海洋水量的兩倍還要多。科學家認為這一巨大海洋可以直接與岩石地幔相接,這樣就會發生各種各樣有趣的化學反應,這也為生命分子的誕生提供有利條件。

比如美國斯坦福大學天文學家克時斯 托弗.希巴曾指出,太空中的高速質子、電子撞進木衛二的冰凍表面後可能會使一些 無機物發生化學反應,生成簡單的有機物。但是,這些簡單的有機物可能能轉變成複雜的有機物,并為生物細胞的出現創造條件。

美國宇航局的專家博魯卡也認為,在隕星“撮合”下,木衛二海洋中有可能會出現複雜的有機物。為了驗證這種假說,科研人員将長方形的冰塊冷卻至零下196攝氏度,之後再用特别的發射器向 冰塊高速射出直徑約1厘米的鋁制顆粒。

專家指岀,這一實驗可以模拟直徑約1公裡的隕星以每秒24公裡的速度撞擊木衛二表面的情景。實驗結果顯示,鋁粒的撞擊可導緻質子快速運動,産生電流、放電和電火花。如果冰塊内含有簡單的有機物甲烷、無機物氨等物質,那麼這些物質能在 放電過程中化合成氨基酸和構成蛋白質的部分“原料”。

上述模拟實驗說明,導緻木衛二上岀現複雜的有機物的外部條件是有可能存在的。這一成果為論證“木衛二上是否存在生命”提供了依據。

除了水,與月球差不多大的木衛二還有大氣層,這在太陽系超過160顆衛星裡十分少見。不像地球大氣中的氧,木衛二的氧并不是生物形成的。科學家認為,它最可能是由于太陽光中帶電荷的粒子撞擊木衛二的冰質表面而産生水蒸氣,然後分解成氫和氧。

而通過對木衛二的進一步研究表明,木衛二有着比較複雜的内部結構:最外層是水冰層,中層是岩石幔,主要由矽酸鹽岩石構成。此外,其表面有種名為瀉利鹽的礦物質,可能是地下海洋中一種礦物質經氧化形成。也就是說,地下海洋可能含鹽,這也是利于生命存在的一個因素。 中心是金屬核(Fe或Fe-FeS),但重力探測數據并不能确定水冰層中水的物态。

總結

随着越來越多的證據,傾向于木衛二極可能存在生命,木衛二内部結構和海洋層的最新研究狀況。尤其是海洋層的存在,更是激起了科學家們探索地外生命的熱情。NASA在其外太陽系的探測計劃中将探測木衛二作為主要的任務之一, NASA下一步計劃的重頭戲之一——名為“歐羅巴快帆”的任務,将在2024年發射。該任務預計圍繞着這顆冰冷的衛星運行,收集并測量大量數據以幫助科學家明确回答有關木衛二的謎題。

可以預見,在不久的将來,随着空間探測的發展, 可以更深入地了解木衛二的内部結構,而這些數據也将幫助人類解答這些問題。

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