木卫二的板块构造

尹怀勤

板块构造是地球所独有的吗？现在看来不是的，木卫二可能拥有与地球类似的板块构造，只不过它的板块不是岩质的，而是由冰构成的，这是太阳系中非常独特的天体结构。

根据板块构造理论，地球的外壳由一系列板块构成，它们的相对位置会发生移动，由此可以解释地球上山脉为何会隆起，火山为何会喷发，以及地震为何会发生。作为太阳系中表面形成最晚的星球之一，木卫二的“翻新”速度很快。科学家发现，一块表面在两个冰板块交汇的地方消失了，这意味着有可能是一个板块沉降到另一个板块下面了，类似于地壳某些区域一个板块俯冲到另一板块下方所形成的俯冲带。因此，木卫二可能是太阳系中除地球以外唯一具有板块构造系统的天体。

进一步的证据显示，木卫二消失的板块俯冲到了第二个地表板块之下，科学家在第二个板块上看到了冰火山。这可能是前一个板块在俯冲的过程中发生融化所致。不过科学家没有在俯冲带看到山脉，说明第一个板块的物质是被推入了内部，而非两个板块相互挤压层叠在一起。科学家认为，俯冲的板块被木卫二厚达30千米的冰壳所吸收，并没有直接俯冲到冰壳以下的液态海洋之中。

关于木卫二板块构造的研究成果充实了木卫二生命假说。美国科学家提出，木卫二的海底可能存在火山，其喷发提供的热量足以使某些不需要阳光和空气的微生物生存下去，这一论点被称为木卫二生命假说。水、充足的热量和有机化合物是生命存在的3个基本要素，地球海洋深处一些火山口的周围，没有阳光和氧气的极端恶劣自然环境中都有原始微生物繁衍生息，就是因为这些地方都具备上述3个条件，而木卫二的环境同样可能符合宇宙生物学的标准。

今年5月美国国家航空航天局喷气推进实验室一项最新的研究提出，木卫二与地球一样，氧气与氢气制造具有一定的比例，氧气制造量大约是氢气制造量的10倍。研究人员利用地球体系中能量和营养的运动原理来研究木卫二上的海洋，木卫二海洋中的氢氧循环是维持那里可能存在的任何生命形式的重要因素。他们计算了木卫二盐水海洋和岩石发生反应将潜在制造出多少氢气。研究人员认为，木卫二数十亿年前形成之后，其岩石内部持续冷却，因此其海底可能存在着裂隙，海水渗入裂隙与岩石发生反应，形成新的矿物质，释放出氢气。在地球上，这样的裂隙位于海底5～6千米深处，而木卫二海水可下至25千米深，进入岩石内部，在木卫二海底深层部分发生化学反应。

除了氢氧循环外，研究人员还希望了解木卫二海洋其他重要生命元素的循环方式，如碳、氮、磷和硫等，从而给出木卫二具有孕育和存活生命的更有力的证据，并为探索其他可能有生命存在的天体提供技术借鉴。

【责任编辑】庞 云