小型海洋世界的「熱液系統」或能支持生命：太空探索的新希望

高詩豪

2024年6月27日上午5:00

科學家最近的研究發現，小型海洋世界，如木星的「歐羅巴」（Europa）和土星的「土衛二」（Enceladus），可能擁有活躍的「熱液系統」，這些系統可能支持生命的存在。這些星球的海洋藏在冰層之下，研究顯示，這些熱液系統能夠在低重力環境中持續運行，帶來與地球海底熱液系統類似的化學反應。

在地球上，科學家們在1970年代首次發現海底熱液系統，這些系統周圍形成了獨特的生態系統，有紅白管蟲和熱感蝦等奇特生物。這些熱液系統中的流體帶有熱量、顆粒和化學物質，為深海生物提供了重要的生存條件。

加利福尼亞大學聖塔克魯茲分校的安德魯·費舍教授和他的同事們，利用基於地球熱液系統的複雜電腦模型，研究了在低重力條件下這些系統的運行。他們發現，在「低重力環境」中，雖然流體流速減慢，但溫度升高，這可能促進更多的化學反應，這些反應可能支持生命。

研究人員改變了模型中的重力、熱量、岩石性質和流體循環深度等變量，發現熱液系統在各種條件下都能持續運行。這意味著如果這些系統存在於如歐羅巴這樣的海洋世界中，這些星球上存在生命的機率將大大增加。

能解釋小型海洋世界在有限加熱條件下，擁有長壽的流體循環系統

費舍教授表示，這項研究表明，「低溫」—也就是適合生命存在的條件下，熱液系統可能在地球以外的海洋世界中，持續了數百萬甚至數十億年，這與地球上生命形成所需的時間相當。

這項研究基於在太平洋西北部的胡安·德富卡海脊東部一個已滅火山中的海底循環系統。那裡，冷海水通過火山流入地下，經過大約48公里的地下旅程後，從另一個火山流出。水在流動過程中吸收熱量，並在流出時帶有非常不同的化學成分。

科學家們還發現，低重力環境下的熱液系統可以在低到中等溫度下，持續數百萬甚至數十億年。這可能解釋了為什麼小型海洋世界能夠在有限的加熱條件下，擁有長壽的流體循環系統。

雖然目前直接觀察這些海洋世界的海底熱液系統存在很大的技術挑戰，但這項研究強調了利用現有數據和地球類比系統研究的重要性。這些發現為我們了解太陽系內的潛在生命提供了新的視角和希望。

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首圖來源：NASA cc By 4.0

參考論文：
1. Sustaining Hydrothermal Circulation With Gravity Relevant to Ocean Worlds