你是否想过,在距离地球6亿公里的地方,存在着一个繁茂的生命世界?
1610年1月8日,伽利略使用自己制作的20倍折射天文望远镜,第一次发现了木星的卫星,而这其中就包括今天的主角——木卫二欧罗巴。
有趣的是,由于伽利略当时使用的望远镜倍数较小,分辨率很低,木卫一和木卫二最开始被记录成了一个单一的光点,这个错误直到第二天才被更正。
由于观测技术的限制,在此之后的三百多年中,直径只有三千多公里,表面积跟非洲差不多大的欧罗巴,并没有引起科学家们的重视。
在20世纪60年代进行的观测活动中,科学家们给欧罗巴下了定义——一个被坚冰包裹的「死星」。
理由是,欧罗巴赤道位置的平均温度为零下163℃,而两极的平均温度,更是达到了惊人的零下223℃。
就人类目前已知情况来看,没有任何一种生物能够在这种极寒的环境下长时间生存,所以说它是一颗「死星」,似乎非常贴切。
但事情却在1979年发生了转变。
1979年7月9日上午08点左右,旅行者二号飞掠木星,人类第一次对包括欧罗巴在内的四颗伽利略卫星进行了精确成像。
虽然距离很远,分辨率也非常低,但仍然揭开了欧罗巴的神秘面纱。
当第一批照片穿越6亿公里的距离到达地球时,科学家们被眼前看到的景象,惊呆了。
欧罗巴光滑明亮的表面,布满了深褐色的纹理,就像一个被线绳胡乱缠绕的剥了皮的鸡蛋。
这些纹理是冰壳 [qiào] 上的裂纹。
而这些裂纹也让科学家们心中产生了一个大胆的推测,具体是什么,我们后面再说。
进一步观察科学家们发现,很多裂纹有着轮廓边缘彼此吻合的两个对立面,就好像它们被撕裂分开之后,下面涌出的深色物质又将裂缝填满了一样。
这个发现让科学家们感到费解,因为在通常情况下,只有地质活跃的天体表面,才有可能会出现这样的现象。
难道欧罗巴的地质很活跃?
似乎是为了印证科学家们的猜想,在后面的研究中,欧罗巴展现了自己极为独特的一面——光滑。
它的表面非常光滑,很少有超过几百米的起伏,大的陨石撞击坑几乎没有。
这种情况对于一个存在时间超过数十亿年、并且有固态地壳 [qiào] 的天体来说,是非常不可思议的。
除非在相对较近的时间内,有地质活动抹平了这些撞击痕迹。这也就暗示了,它的表面其实是相当「年轻」和「活跃」的。
而天体活跃的地质活动,需要庞大的能量作为支撑,因此,这就出现了一个新的问题——支撑欧罗巴地质活动的能量,究竟是哪来的。
要知道,欧罗巴的体积很小,跟月球差不多,而月球内部剩下的能量,早已经无法支撑它活跃的地质活动。
所以,欧罗巴其实也应该和月球差不多,成为一颗「死寂」的天体才对。
但显然,现实和预想出现了巨大的矛盾,这究竟是怎么回事?很快,旅行者2号的另一个重大发现,让科学家们找到了答案。
很早之前,科学界认为,太阳系只有地球拥有活动的火山,但旅行者2号飞掠木星时,却在木卫一上看到了九组火山喷发的景象,这个发现颠覆了以往认知。
在后续的研究观察中,科学家们一共在木卫一上发现了400多座活跃的火山,而它也因此一跃成为「太阳系中地质活动最活跃的天体」。
就像前面说的,天体活跃的地质活动,需要庞大的能量支撑,而像木卫一这样地质活动极度活跃的天体,它内部蕴含的能量则更加惊人。
这些能量是哪来的?
最初,科学家们怀疑是木卫一内部放射性元素衰变产生的能量,或者形成之初积攒的内能。
但经过计算,木卫一的体积实在太小了,内部放射性元素衰变产生的能量,根本不足以支撑它这么剧烈的地质活动,而它积攒的原始内能,也早应该消耗殆尽了。
既然不是木卫一自身的原因,那会不会跟它所处的环境有关呢?
事实上,在旅行者2号发现木卫一有火山活动之前的几个月,包括天体物理学家斯坦顿·杰罗德·皮尔(Stanton Jerrold Peale)在内的三位科学家,就已经发表过一篇论文。
他们在文中指出,木卫一、木卫二和木卫三这3颗卫星处于罕见的共振状态。
它们之间的引力相互拉扯,将公转轨道变成了拉长的椭圆形,有较大的偏心率,在每一次绕行木星的过程中,先是距离母星越来越近,然后又越来越远。
这样的结果就是,每颗卫星都被来回撕扯挤压,就像一个被不断揉搓的面团。
由于木卫一距离木星最近,公转时间最短,受到的影响也最大,以至于地面落差甚至都达到了100多米。
在这个过程中,岩石之间的来回摩擦产生了巨大的热量,正是这些热量支撑着木卫一活跃的地质活动。
这种因潮汐力影响,而产生热量的过程,被科学家称为——「潮汐加热」。
由于潮汐加热效应会随着与母星距离的增加而显著下降,所以欧罗巴得到的热量并没有木卫一那么夸张,但这些地热足以让靠近岩石层的坚冰融化,保持液态状态。
因此,科学家们怀疑欧罗巴的冰壳下面,拥有一个全球性的海洋。
这种猜测不仅仅因为「潮汐加热效应」的存在,欧罗巴表面那些被木星强大潮汐力压出的裂纹,也是一个强力证据。
由于欧罗巴已经被木星潮汐锁定,所以它总是保持一个方向对着木星。
而固定的压力模式应该会形成特定的、可预测的破裂痕迹。但是,欧罗巴表面只有新近出现的裂痕才符合预测的样子,那些古老的裂纹则并没有什么规律。
这种情况合理的解释只有一个,那就是欧罗巴表层的自转速度要比内部快一些,冰面下的海洋将外壳与更下层的地幔分隔开,冰壳在木星的重力牵扯下被撕裂。
另外,1995年12月7日接近木星的「伽利略号探测器」在木星和欧罗巴之间探测到了感应磁场。对此最简单的解释就是,欧罗巴拥有一个靠近表面的全局导电层。
后面的测量分析结果表明,这个导电层位于冰壳下约30公里的位置。
至此,欧罗巴拥有一个全球性地下海洋,已经是个不争的事实。
根据表面几个陨石撞击坑,科学家们推算出冰壳的厚度大约在10 ~30公里,与地球地壳的厚度差不多,而海洋的深度超过了100公里。
让人惊讶的是,结合欧罗巴的体积,科学家们还估算出它液态水的含量是竟然是地球的两倍以上。
知道了欧罗巴上有海洋,同时也知道了海洋的规模,此时让科学家们感到好奇的,还有一个的问题——海洋成分。
最开始,根据伽利略号探测器的数据,人们推测海洋成分主要是硫酸镁盐。
但2019年6月,加州理工大学的研究团队,通过研究分辨率更高的光谱数据,证明欧罗巴上的盐不是硫酸镁盐,更有可能是氯化钠,也就是我们平时吃的食盐。并且哈勃望远镜的观察数据也支持这一发现。
由此推测,欧罗巴上的海洋是咸的,而且跟地球上的海水应该没有什么区别。
此外,由于木卫二表面有厚厚的冰层,在各种宇宙辐射的影响下,水分子会被分解氢元素和氧元素,然后进入冰层下的海洋中。
因此,美国亚利桑那大学科学家理查德·格林博格(Richard Greenberg)曾在2009年估计,木卫二海洋中的氧气含量,足以支撑一个繁茂的生命世界。
海洋、氧气、地热,将这三个关键词联系到一起,你会想到什么呢?没错,就是生命。
就像伍兹霍尔海洋研究所的深海生物学家蒂莫西·M·尚克 (Timothy M. Shank)说的那样,木卫二的海底环境与地球海洋底部的「热液出口」具有极大的相似性,而地球海底热液出口处存在着许多生命形态,所以,如果欧罗巴上没有生命,那才是一件奇怪的事情。
那么,如果欧罗巴庞大的海洋中真的存在生命,并且还是相对高级的生命,它们会长什么样呢?
电影【欧罗巴报告】中出现的,类似章鱼的生物,很可能就是最终的答案。
这可不是编剧随便拍脑袋想出来的,因为如果要在地球上找出一种最像外星生物的生物,那章鱼绝对毫无悬念地排在首位,它们实在太特别了。
当然,这里说得「特别」可不仅仅是特别好吃,而是它们从基因、行动方式以及组织构成,都和其他地球生物有非常大的差别。
先来看看它们的外表。章鱼有八个腕足,在长时间的演化过程中,这些腕足其实已经可以被称为「手臂」。它们围绕嘴巴,并通过网状结构在底部附近相互连接。
根据序列位置,章鱼的手臂可以分为四对,其中最后面那一对,通常用于海底行走,其余的则用于觅食。
每个腕足的内壁上,都覆盖着圆形的粘性吸盘,这些吸盘能够让章鱼完成很多看起来很不可思议的动作,比如拧瓶盖。
除了外观,独特的神经系统也是章鱼成为「异类」的关键。
比如章鱼有9个大脑,也就是一个主脑和八个在腕足上的副脑,由于腕足上布满了神经元,这些神经元能够忽略大脑的指令,自己进行独立运作。
再比如章鱼有两套记忆系统,一套是大脑本身的记忆系统,而另一套则直接和吸盘相连接。
这就使得章鱼的每一根腕足,似乎都有自己的意识,当中枢大脑下达一个指令之后,八条腕足能够自己「思考」,然后选择最优解。
等于章鱼已经将怎样操控身体这个思考的过程进行了「外包」,分给了各个触手,然后触手又通过密密麻麻的神经元进行局部控制,从而实现了极强的环境随机应变能力。
除了这些,三个心脏、蓝色血液,以及庞大的神经元数量,也都是章鱼特殊的地方。
但它最让人感到不可思议的,还是 藐视遗传中心法则的RNA编辑。
简单来说,DNA是一种基因指令蓝图,RNA则充当了翻译的作用,帮助DNA执行指令,所以按照常理,RNA应该会原封不动地执行DNA的指令,编译出物质活动的基础——蛋白质。
这是所有有细胞结构的生物所遵循的法则,因此也叫做「中心法则」。
但是章鱼的RNA却有些「任性」,它会不听DNA的指令,自行编辑60%左右的遗传信息,从而使得生成的蛋白质不是DNA最开始想要的蛋白质。
这种特殊的机制,虽然能够让章鱼极为快速地适应各种复杂环境,但是有得必有失,它会让章鱼的进化极为缓慢。
当然了,欧罗巴上究竟有没有复杂生物,又或者它们是不是章鱼,现在还没人能够确定。
不过距离知道答案那一天,应该是不远了。因为欧航局的「木星冰月探测器」将会在今年升空,它的主要目标就是调查欧罗巴、木卫三和木卫四,评估它们支持生命存在的可能性。
不过话说回来,如果欧罗巴深海中真的有生物,并且还是拥有智慧的高等生物,那么他们有可能跟人类一样建立文明吗?
我们都知道,文明的先行条件有四个,分别是能量需求、种族基数、相互沟通的能力以及自我拓展的能力,通俗解释就是制造工具,这些复杂条件深海中能够满足吗?
我们先来看能量需求和种族基数。
作为高等生物,因为需要发展和功能复杂,对能量的需求程度必然要高于一般生物。
所以,如果欧罗巴的深海中有高等生物的存在,他们一定需要一个稳定提供大量能量的环境。
对于人类来说,太阳就是我们稳定获取能源的源头,那么对于欧罗巴厚厚冰盖下的高等生物来说,他们的能量源会是什么呢?
只有一个,就是因潮汐加热出现的海底火山。
可相对于太阳的「阳光普照」,海底火山的作用范围就小得多了,因此一些依靠火山能量的生存的生物注定无法离它太远,这就极大限制了生物的数量。
基数小,诞生文明的可能也就缩小了。
接着是相互交流的能力。
由于没有阳光,深海生物们也就没法利用太阳能,这就导致了一个现象——深海生物大都会发光,至少在地球上是这样。
然而,即便是自身能够发光,但对于漆黑的深海来说,这点光基本上就可以忽略不计了,两个生物可能相距十几米都不一定能够看到对方,因此深海中视觉交流能力局限性很大。
既然无法通过视觉,那么听觉或嗅觉怎么样呢?由于气味在空气中和水中的传递都是没有规律的,所以按照特定的排列发出气味传递信息,根本无法保证对方收到的信息是否和原信息一致,在这种情况下复杂交流的可能性为零。
相比于不靠谱的视觉和嗅觉,听觉的可能性反而相对较大。但在漆黑的深海环境,发出声音就意味着自己将陷入危险的境地,所以这种交流信息的方式在漫长的演化过程中,应该也早已经被淘汰了。
最后是自我拓展的能力。
其实自然界中有许多生物都具有这种能力,但它们没有建立文明的关键在于不会根据需求制造和使用工具。
那么深海生物会拥有制造工具的能力吗?恐怕这就是妄想。
想象一下,你正在制造一个非常精密的工具组件,这时一个人从你旁边飞快地跑过,带起来的风,瞬间就会将面前的零件吹得七零八落。
在深海也是同样的情况,一个不经意的动作都可能会对周围物体产生巨大的影响,这使得在水中制造精密工具非常困难。
所以综合来看,深海应该不存在人类理解中的文明。
当然了,这些推论都是基于人类自身的认知范围和思维方式的,而浩瀚的宇宙中有太多超出人类认知的事情。
或许在某个不可能存在生命的地方,就存在着一个繁茂的生命世界,甚至是远超人类的宇宙文明