木星卫星木卫二上的冰壳下可能隐藏着过于坚硬的岩石表面，导致木卫二的地质活动不活跃。来源：美国航天局/喷气推进实验室

二十多年来，科学家们一直想知道，在太阳系外部行星的卫星冰层深处是否存在着欣欣向荣的外星生命。

伽利略号(Galileo)和卡西尼号(Cassini)等航天器在木星任务和土星任务中偶然发现了一些证据，这些证据证明木星和土星的的一些卫星隐藏着全球性的海洋，它们所环绕的巨行星的引力使这些海洋变暖。而海洋探险者在地球海底地质特征周围的黑暗中发现了活跃群落。这两者结合在一起很容易会让人想象外星海底也很有可能存在活跃的群落。但是，一项新的研究正在对这些卫星的岩石本身进行更深入的研究，研究表明，这些星球内部可能是死的——不仅是生物意义上的死，而且还是地质意义上的死。

北卡州立大学的行星地质学家、主要作者保罗·伯恩(Paul Byrne)上个月在华盛顿的美国地球物理联盟年度会议上说：“我们在想如果你正在乘坐一艘潜艇，并且航行在木卫欧罗巴的海床上，那会是什么样子。”

在这些海底，天体生物学家希望能发现富含矿物质的热液向海洋中喷出，就像地球上的热液喷口和海底黑烟囱一样。在我们的海洋中，这些特征支持着以微生物(Byrne称之为“小爬虫”)为中心的熙熙攘攘的群落，这些微生物可以以热岩石和海水不断混合产生的化学物质为食。如果在外星海洋世界里也发现了类似的结构，那么在远离太阳的星球上发现生命的可能性也就变得更大了。

伯恩说：“我希望我们能够描绘出火山链的外貌，以及裂谷带的特征，但后来我们认为，‘好吧，我不认为它们会出现在那里。’”

坚如磐石

为了得出这一结论，团队专注于卫星岩石本身来确定需要多大的力才能够用在地球上观察到的两种方式来破坏岩石;这两种方式包括正断层(发生在岩石被拉开的时候)和逆断层(这发生在当岩石被推在一起的时候，这种方式需要更多的力量)。岩石断裂所需要的力越大，地质活动就越少——这意味着新鲜岩石和理论上支持生命的外星海水之间的相互作用就越少。

伯恩和他的同事们集中研究了四个外形海洋世界：木星的卫星木卫二和木卫三，以及土星的土卫二和土卫六。对于每一个这样的外星世界，研究小组都计算了其岩石的强度。虽然关于这些星球还有许多问题我们还不能回答，但事实证明，对这些外星世界进行岩石强度计算(在地球上通常用于采矿作业)是相当可行的。

这些计算基于的是冰冷、坚实岩层的厚度，而这些岩层又位于温暖、松软、不易破裂的岩层之上。打个比方可能会帮助我们理解，伯恩说：“就像银河巧克力棒或火星巧克力棒一样，巧克力和焦糖就在这个地方交界，这个深度，你可以把它理解成为巧克力棒脆性坚硬层的厚度。”它越厚，就越难断裂。

然后，研究小组又添加了其他的数值，比如在某一深度的重力值，以及卫星岩石表面的水和冰的重量。即使这些计算结果包含了未知输入值的合理值范围，但最终的计算结果对每个卫星来说都处于相同的一般范围内。

伯恩说，他在会议上发表的这些初步结果表明，卫星上的岩石非常坚固，据我们所知，由于岩石上方的水和冰的重量，在这些卫星上并没有足够强大的力量能经常性地把这些岩石撞碎。伯恩说：“当我们真正了解岩石的强度时，我们了解到即使重力很低，但岩石上还是有很多水，所以这些岩石非常坚固。”

研究小组所研究的每个卫星都显示出不同的计算岩石强度，但这些结果对于地质研究人员或潜在的外星生命来说并不是特别有希望。伯恩说：“对木卫二来说，似乎真的很难制造任何裂缝或断层，而一旦你观察土卫六和木卫三，这些数字甚至高得更离谱，说真的，这些星球上什么地质运动都没有发生。”

土卫二的岩石强度数据则没有那么可怕，因为这颗卫星比其他三颗卫星小得多，岩石表面的水和冰的重量得以减轻。土卫二的照片看起来也有点不同，它的岩石内核更多孔。如果这些孔隙恰好排列在了一起，它们就能把水带到卫星深处。伯恩说：“土卫二很可能自里向外都是湿润的。”

与其他卫星不同的，科学家们确实有证据表明土卫二的岩石和水之间存在相互作用，这要归功于卡西尼号的飞行任务，它穿越了土卫二通过其冰冷外壳喷射出太空的海水羽流，并识别出到有机化合物的存在。伯恩说：“这非常令人鼓舞，要说这不是岩石和水接触的结果还真有点难。”

台球世界

伯恩说，如果这些海底的岩石非常坚硬，不能经常性断裂，那很难想象海底那里会发生什么。在地球上，形成海底的两个主要因素是陆地上的土壤冲刷和海洋生物的尸体腐烂，而在这些外星海洋世界中，这两个因素似乎都不太可能出现。航天器也还没有看到任何强度足以在海底留下一个新鲜凹痕的撞击。根据他的计算，这些岩石的强度太大了，无法让卫星像水星那样收缩，也无法形成火山链或裂谷带。

所有这一切都意味着文章上面提及到的潜艇之旅看起来会突然变得非常无聊。伯恩说：“基本上，这就变成了一份不会发生的事情的清单。海床看起来将会像一个台球，表面出奇地平滑。这将是太阳系中的一种新的岩石世界。”

他强调说，这些不是最终结果。该研究小组仍在观察其他科学家对这些计算结果的反应，该研究尚未发表。科学家们可能还需要几十年的时间才能收集到他们用来验证这个想法可能需要的数据——这需要包括在这些陌生的外星海底安装地震仪。(多亏了洞察号火星着陆器，人类才刚刚开始从另一颗行星上获得第一批良好的地震仪数据。)

伯恩对他的研究小组的计算、以及这些计算如何戏剧性地破坏了其他科学家们对这些外星世界的预期抱着冷静的态度。“如果我们错了，没问题，科学就是这样，这很了不起，我们会接受失败，我们也会为此感到高兴，”他说。

事实上，伯恩说他对自己团队的发现感到有点难过：“如果我们能发现有趣的东西，那就太好了，因为这些外星世界很酷，也许那里有生命。但如果我们是对的话，那这就意味着对于把这些外星世界作为可居住目的地或探索可居住性的目的地来说，我们确实需要好好重新考虑。”