深度超過10萬米，進入木衛二地下冰洋，會發現什麼神奇物種？

你是否想過 在距離地球不遠的一顆星球上 隱藏著一個龐大的海洋世界 而那其中可能還生活著一種 我們非常熟悉的生物 大家好 我是怪奇 今天我們聊 歐羅巴 時間回到1610年1月8日 伽利略使用自己製作的 20倍折射天文望遠鏡 第一次發現了木星的衛星 而這其中就包括了今天的主角 木維二 歐羅巴 有趣的是 由於伽利略當時使用的望遠鏡 倍數較小 分別率很低 木維一和木維二 最開始被記錄成了一個單一的光點 這個錯誤直到第二天才被更正 由於觀測技術的限制 再次之後的300多年裡 直徑只有3000多公里 表面積跟非洲差不多大的歐羅巴 並沒有引起科學家們的重視 在上世紀60年代進行的觀測活動中 科學家們給歐羅巴下了一個定義 一個被尖兵包裹的死星 理由是 歐羅巴赤道位置的平均溫度 為零下163攝氏度 而兩極的平均溫度 更是達到了驚人的 零下223攝氏度 就人類目前已知的情況來看 沒有任何一種生物 能夠在這種極寒的環境下 長時間生存 所以說它是一顆死星 似乎非常貼切 但事情卻在1979年發生了轉變 1979年7月9日 上午8點左右 旅行者二號飛掠木星 人類第一次對包括歐羅巴在內的 四顆伽利略衛星 進行了精確成像 雖然距離很遠 分辨率也非常低 但仍然揭開了歐羅巴的神祕面紗 當第一批照片 穿越6億公里的距離 到達地球時 科學家們被眼前看到的景象驚呆了 歐羅巴光滑明亮的表面 布滿了深褐色的紋理 就好像一個被現成胡亂纏繞的 剝了皮的雞蛋 這些紋理是冰鞘上的裂紋 而這些裂紋也讓科學家們 心中產生了一個大膽的推測 具體是什麼 我們後面再說 近一步觀察 科學家們發現 很多裂紋有著輪廓邊緣 彼此吻合的兩個對立面 就好像它們被撕裂分開後 下面湧出的深色物質 又將縫隙填滿了一樣 這個發現讓科學家們感到疑惑 因為在通常情況下 只有地質活躍的天體 纔有可能會出現這樣的景象 難道歐羅巴的地質很活躍 似乎是為了印證科學家們的猜想 在後面的研究中 歐羅巴展示了自己 極為獨特的一面 它的表面非常光滑 很少有超過幾百米的起伏 大的隕石撞擊坑幾乎沒有 這種情況對於一個存在時間 超過數十億年 並且又固態地殼的天體來說 是非常不可思議的 除非在相對較近的時間內 由地質活動抹平了這些撞擊痕跡 這也就暗示了 它的表面其實是相對年輕和活潑的 而天體活躍的地質活動 需要龐大的能量作為支撐 因此這就出現了一個新的問題 支撐歐羅巴地質活動的能量 究竟是哪來的 要知道歐羅巴的體積很小 跟月球差不多 而月球內部剩下的能量 早已經無法支撐它活躍的地質活動 所以歐羅巴其實也應該和月球差不多 成為一顆死寂的天體才對 但顯然現實和預想之間 出現了巨大的矛盾 這究竟是怎麼回事 很快 旅行者2號的另一個重大發現 讓科學家們找到了答案 很早之前 科學界認為 太陽系只有地球擁有活動的火山 但旅行者2號在飛越木星時 卻在木為一上 看到了九足火山噴發的景象 這個發現顛覆了以往的認知 在後續的研究觀察中 科學家們一共在木為一上 發現了400多座活躍的火山 而它也因此一躍成為 太陽系中地質活動最活躍的天體 就像前面說的 天體活躍的地質活動 需要龐大的能量支撐 而像木為一這樣 地質活動極度活躍的天體 它內部蘊含的能量 則更加驚人 那這些能量是哪來的呢 最初科學家們懷疑 是木為一內部 放射性元素衰變產生的能量 或者是形成之初積攢的內能 但經過計算 木為一的體積實在是太小了 它內部放射性元素衰變產生的能量 根本不足以支撐它 這麼劇烈的地質活動 而它積攢的原始內能 也早應該消耗殆盡了 既然不是木為一自身的原因 那會不會跟它所處的環境有關呢 其實在旅行者二號 發現木為一有火山活動之前的幾個月 包括天體物理學家皮爾在內的三位科學家 早已經發表過一篇論文 他們的文中指出 木為一、木為二和木為三 這三顆衛星 處於罕見的共振狀態 它們之間的引力相互拉扯 將公轉軌道變成了拉長的橢圓形 有較大的偏心率 在每一次繞行木星的過程中 先是距離木星越來越近 然後又越來越遠 這樣的結果就是 每顆衛星都被來回拉扯擠壓 就像一個被不斷揉搓的麵團 由於木為一距離木星最近 公轉時間最短 受到的影響也最大 以至於地面落差甚至達到了100多米 在這個過程中 岩石之間的來回摩擦 產生了巨大的熱量 正是這些熱量 支撐著木為一活躍的地質活動 這種因潮汐力影響而產生熱量的過程 被科學家們稱為潮汐加熱 由於潮汐加熱效應 會隨著與木星距離的增加 而顯著下降 所以歐羅巴得到的熱量 並沒有木為一那麼誇張 但這些地熱 足以讓靠近岩石層的尖冰融化 保持液態狀態 因此科學家們懷疑 歐羅巴的冰峭下面 隱藏著一個全球性的海洋 這種猜測 不僅僅是因為潮汐加熱效應的存在 歐羅巴表面 那些被木星強大潮汐力壓出來的裂紋 也是一個強力證據 由於歐羅巴已經被木星潮汐鎖定 所以它總是保持一個方向對著木星 而固定的壓力模式 應該會形成特定的 可預測的破裂痕跡 但是歐羅巴表面只有新近出現的裂紋 才符合預測的樣子 那些古老的裂紋 並沒有什麼規律 這種情況合理的解釋只有一個 那就是歐羅巴表層的自轉速度 要比內部快了一些 冰面下的海洋 將外翹與更下層的地幔分隔開 冰翹在木星的重力牽扯下被撕裂 另外 1995年12月7日接近木星的 伽利略號探測器 在木星和歐羅巴之間 探測到了感應磁場 對此最簡單的解釋就是 歐羅巴擁有一個 靠近表層的全局導電層 後面的測量分析結果表明 這個導電層 位於冰翹下約30公里的位置 至此 歐羅巴擁有一個全球性海洋 已經是一個不爭的事實 根據表面幾個隕石撞擊坑 科學家們推算出 冰翹的厚度大約在10到30公里 與地球地翹的厚度差不多 而海洋的深度超過了100公里 讓人驚訝的是 結合歐羅巴的體積 科學家們還估算出 它液態水的含量 竟然是地球的兩倍以上 知道了歐羅巴上有海洋 同時也知道了海洋的規模 此時讓科學家們感到好奇的 還有一個問題 海洋成分 最開始 根據伽利略號探測器的數據 人們推測海洋成分 主要是硫酸鎂鹽 但2019年6月 加州理工大學的研究團隊 通過研究分辨率更高的光譜數據 證明歐羅巴上的鹽不是硫酸鎂鹽 更有可能是氯化鈉 也就是我們平時吃的食鹽 並且哈勃望遠鏡的觀測數據 也支持這一發現 由此推測 歐羅巴上的海水是鹹的 而且跟地球上的海水 應該沒有什麼區別 此外 由於歐羅巴表面有厚厚的冰層 在各種宇宙輻射的影響下 水分子會被分解成氫元素和氧元素 然後進入冰層下的海洋中 因此 美國亞利桑那大學科學家格林伯格 曾在2009年估計 歐羅巴海洋中的氧氣含量 足以支撐一個繁茂的生命世界 海洋 氧氣 地熱 將這三個關鍵詞聯繫到一起 你會想到什麼 沒錯 就是生命 就像伍茲霍爾海洋研究所的生物學家 尚克說的那樣 歐羅巴的海底環境 與地球海洋底部的熱液出口 具有極大的相似性 而地球海底熱液出口處 存在許多生命形式 所以 如果歐羅巴上沒有生命 那纔是一件奇怪的事情 那麼 如果歐羅巴龐大的海洋中 真的存在生命 並且還是相對高級的生命 它們會長什麼樣呢 其實電影《歐羅巴報告》中出現的 類似於章魚的生物 很有可能就是最終的答案 這可不是編劇隨便拍腦袋想出來的 因為如果要在地球上 找出一種最像外星生物的生物 那章魚絕對毫無懸念地排在首位 因為它們實在是太特別了 當然了 這裡說的特別 可不僅僅是特別好吃 而是它們從基因 運動方式 以及組織構成等方面 都和其他地球生物 有非常大的差別 先來看看它們的外表 章魚有八個腕足 在漫長的演化過程中 這些腕足 其實已經可以被稱為手臂 它們圍繞著嘴巴 並通過網狀結構 在底部附近相互連接 根據序列位置 章魚的手臂可以分為四對 其中最後面那一對 通常用於海底行走 其餘的則用於覓食 每個腕足的內壁上 都覆蓋著圓形的粘性吸盤 這些吸盤 能夠讓章魚完成很多 看起來很不可思議的動作 比如擰瓶蓋 除了外觀 獨特的神經系統 也是章魚成為異類的關鍵 比如章魚有九個大腦 也就是一個主腦 和八個在腕足上的副腦 由於腕足上佈滿了神經元 這些神經元能夠忽略大腦指令 自己獨立運作 再比如 章魚有兩套記憶系統 一套是大腦本身的記憶系統 而另一套 則直接和吸盤相連接 這就使得章魚的每一根腕足 似乎都有自己的意識 當中樞大腦下達一個指令後 八條腕足能夠自己思考 然後選擇最優解 等於章魚已經將怎樣操控身體 這個思考的過程 進行了外包 分給了各個觸手 然後觸手 又通過大量的神經元 進行局部控制 從而實現了極強的 環境隨機應變能力 除了這些 三個心臟 藍色血液 以及龐大的神經元數量 也都是章魚特殊的地方 但它最讓人感到不可思議的 還是藐視遺傳中心法則的 RNA編輯 簡單來說 DNA是一種基因指令藍圖 RNA則充當了翻譯的作用 幫助DNA執行指令 所以按照常理 RNA應該會原封不動地 執行DNA的指令 編譯出物質活動的基礎 蛋白質 這是所有有細胞結構的生物 所遵循的法則 因此也被稱作 中心法則 但章魚的RNA卻有些任性 它會不聽DNA的指令 自行編輯60%左右的遺傳信息 從而使得生成的蛋白質 並不是DNA最開始想要的蛋白質 這種特殊的機制 雖然能夠讓章魚 極為快速地適應各種複雜環境 但有得必有失 它會讓章魚的進化 極為緩慢 當然了 歐羅巴上究竟有沒有複雜生物 又或者他們是不是章魚 現在還沒人能夠確定 不過距離知道答案的那一天 應該是不遠了 因為歐航局的木星冰月探測器 將會在今年升空 它的主要目標 就是調查歐羅巴 木尾三和木尾四 不過話說回來 如果歐羅巴深海中真的有生物 並且還是擁有智慧的高等生物 那麼他們會有可能跟人類一樣 建立起文明嗎 我們都知道 文明的先行條件有四個 分別是能量需求 種族基數 相互溝通的能力 以及自我拓展的能力 這些複雜條件 深海中能夠滿足嗎 我們先來看能量需求 和種族基數 作為高等生物 因為需要發展和功能複雜 對能量的需求程度 肯定要高於一般生物 所以如果歐羅巴的深海中 有高等生物的存在 他們一定需要一個 穩定提供大量能量的環境 對於人類來說 太陽就是我們獲取穩定能量的源頭 那麼對於歐羅巴 厚厚的冰蓋下的高等生物來說 他們的能量源會是什麼呢 答案只有一個 就是因潮汐加熱 出現的海底火山 可相對太陽的陽光普照 海底火山的作用範圍就小得多了 因此一些依靠火山能量生存的生物 註定無法離它太遠 這就極大限制了動物的數量 基數小 誕生文明的可能性也就縮小了 由於沒有陽光 深海生物們根本沒有辦法利用太陽能 而這也就出現了一個現象 深海生物大都會發光 至少在地球上是這樣 然而即便是自身能夠發光 但對於深海環境來說 這點光也是微乎其微的 兩個生物可能相距十幾米 都不一定能看到對方 所以在深海中 視覺交流的能力侷限性非常大 既然無法通過視覺 那麼聽覺或嗅覺怎麼樣呢 由於氣味在空氣和水中的傳遞 都是沒有規律的 所以按照特定的排列 發出氣味傳遞信息 根本無法保證對方收到的信息 是否和原信息一致 在這種情況下 複雜交流的可能性為零 相比於不靠譜的視覺和嗅覺 聽覺的可能性反而相對較大 但在漆黑的深海環境 發出聲音 就意味著自己將陷入危險的境地 所以這種交流信息的方式也不太可能 最後是自我拓展能力 也就是製造工具 其實在地球上 有很多生物都具有這樣的能力 但他們沒有建立文明的關鍵在於 不會根據需求製造和使用工具 那麼深海生物會擁有製造工具的能力嗎 恐怕這就是妄想 想像一下 你正在製造一個非常精密的工具組件 這時 一個人從你旁邊飛快地跑過 帶起來的陣風 瞬間就會將面前的零件吹得七零八落 在深海中也是同樣的情況 一個不經意的動作 都可能會對周圍物體產生巨大的影響 這使得在水中製造精密工具非常困難 所以綜合來看 深海應該不存在人類理解中的文明 當然了 這些推論都是基於人類自身的認知範圍 和思考方式的 而浩瀚的宇宙中 有太多超出人類認知的事情 或許在某個不可能存在生命的地方 就存在著一個繁茂的生命世界 甚至是遠超人類的宇宙文明