欧洲（欧罗巴）卫星表面的冰层或许正悄然为隐匿于其地表之下的海洋输送着维系生命所需的养分。

华盛顿州立大学的地球物理学家发现了一种可能的解释，阐述了营养物质如何进入木卫二（欧罗巴）的地下海洋。木卫二是木星的一颗卫星，也是太阳系中最有可能存在外星生命的候选天体之一。

数十年来，研究人员一直心存疑问：木卫二表面的关键营养物质究竟如何能穿透厚厚冰层，抵达其下被认为孕育着微观生命的海洋之中？受地球上一种名为“地壳拆离作用”的地质过程启发，研究团队通过计算机模拟揭示：富含营养物质的厚重冰层能够与周围冰体分离，下沉直至抵达海洋。

弗吉尼亚理工大学博士后研究员、该研究首席作者奥斯汀·格林表示：“这一想法源于地球科学中一个广为人知的概念，将其应用于行星科学领域尚属首次。最令人振奋的是，这一新思路解决了木卫二长期存在的宜居性难题，为其海洋中存在外星生命的可能性带来了积极信号。”

为何木卫二的海洋引发诸多疑问

该研究发表于《行星科学杂志》，主要作者格林在华盛顿州立大学攻读博士学位期间完成了大部分研究工作，另一位作者为环境学院地球物理学副教授、文理学院副院长凯瑟琳·库珀。

木卫二所蕴含的液态水总量，比地球所有海洋的总和还要多。然而，这浩瀚的海洋却深藏于一层全球性的厚冰壳之下，阳光无法穿透。正因如此，任何栖息于木卫二海洋中的生物，都只能依赖化学能及营养物质维系生命，而非阳光——这一难题长久以来困扰着研究该卫星潜在宜居性的科学家们。

木卫二（Europa）还持续承受着来自木星的强辐射。这种辐射与盐分及其他地表物质相互作用，生成了可为海洋微生物提供养分的化合物。尽管已提出多种假说，但研究人员仍难以解释，这些富含养分的地表冰层如何能穿透冰壳抵达下方的海洋。尽管受木星引力影响，木卫二表面活动极为频繁，但大部分冰层运动呈水平方向而非垂直方向，这限制了物质直接向海洋的输送。

基于地球的工艺提供线索

为解决这一问题，格林与库珀借鉴了地球上一种常见现象。当地壳的一部分受到挤压并发生化学变化，直至密度增大到足以脱离并沉入地幔时，便会发生地壳拆离作用。

研究人员怀疑，木卫二上可能存在类似的机制。这颗卫星冰壳的某些区域富含盐分，可增加冰的密度。先前的研究还表明，含有杂质的冰在结构上比纯冰更脆弱，稳定性也更差。要发生分层现象，这种弱化的冰必须能够脱离并深入冰壳内部。

为欧罗巴海洋提供食物的可能途径

研究团队提出，被更为纯净的冰层所环绕的、高密度且富含盐分的冰层，可能会缓缓沉入木卫二冰壳内部，从而有效实现表面物质的循环，并将营养物质输送至海洋之中。他们的计算机模型显示，只要表面冰层稍有弱化，这种下沉现象便可在几乎所有盐浓度条件下发生。

模拟实验还表明，这一过程在地质时间尺度上可相对迅速地展开，并能在漫长时期内反复进行。这使得该过程成为一种潜在的可靠方式，可为木卫二的海洋补充养分，提高生命在其黑暗隐蔽水域中存续的可能性。

助力“欧罗巴快船”号任务目标实现

这些结果与“欧罗巴快船”号任务的目标高度契合。“欧罗巴快船”号是美国国家航空航天局（NASA）于2024年发射的一艘旗舰级航天器。该任务旨在运用多种科学仪器，对木卫二的冰壳、地下海洋及其整体的生命宜居潜力展开研究。

参考文献：A. P. 格林与C. M. 库珀所著《滴落至毁灭：探寻木卫二冰壳中盐驱动的粘性表面汇聚现象》，发表于2026年1月20日《行星科学杂志》。DOI编号：10.3847/PSJ/ae2b6f

该研究部分得到了美国国家航空航天局（NASA）NNX15AH91G号科研基金的资助，并使用了华盛顿州立大学机构研究计算中心的计算资源。