木卫=生命之谜

来源 :百科探秘·航空航天 | 被引量 : 0次 | 上传用户:baslove
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读

木星的四颗大型卫星


  美国国家航空航天局(NASA)先后于1977年8月20日和9月5日,相继发射了旅行者2号和旅行者1号探测器,这两枚探测器都对木星进行了飛掠式探测,并向地球发回了宝贵的数据资料。早在1979年,经两枚探测器的探测,科学家发现名为欧罗巴的木卫二就像个冰与奶油、巧克力混合的球体,表面上分布着弯曲的条纹。科学家经分析研究认为,该卫星表面覆盖着5千米厚的冰层,冰层下面可能有一片深达50千米的海洋,而且海洋中有可能存在生命。这一研究结果立刻引起了科学界的关注,自此木卫二成了科学家探索地外生命的重点天体。

木卫=生命假说


  1989年10月18日,伽利略号探测器被亚特兰蒂斯号航天飞机送上太空后,1995年12月7日终于进入环绕木星的轨道运行,开展探测工作。
  1996年8月,美国科学家根据伽利略号探测器发回的资料推测,木卫二冰层下的海洋底部可能存在火山,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”。1997年初,科学家根据伽利略号探测器提供的照片发现木卫二上有水流,推测其冰层下有水、充足的热量和有机化合物这三个生命存在的基本要素,其环境很有可能符合宇宙生物学的标准。在地球的海洋深处,一些火山的周围,即使没有阳光和氧气也会有原始微生物繁衍生息,这是因为这些地方具备了上述三个条件。提出和赞同木卫二生命假说的科学家们认为,从环境条件推断,如果木卫二存在生命,其生命形态也只能是低级的海洋生物。2009年11月,美国亚利桑那大学的科学家理查德·格林伯格研究发现,目前木卫二的海洋中至少存活着300万吨似鱼类一般的复杂生物。这将13年前美国科学家们提出的木卫二生命假说又向前推进了一步。此研究成果已被美国《国家地理》杂志评为2009年度十大太空发现之一。
  伽利略号探测器还探测到木卫二地磁北极点的地理位置在变化,并且移动频繁,几乎每5小时30分钟就移动一定距离。这个结果让许多科学家困惑:究竟是什么力量使得木卫二的地磁北极点不断运动呢?空间科学家玛格丽特·基维尔森说:“我认为这些发现告诉我们,在木卫二的地表之下有一个液体水层。”按照科学家的解释,如果在木卫二的地表之下有一个液体传导层,如盐水层,那将成为磁极不断变迁的最完满的解释。基维尔森据此表示:“这些新发现对于木卫二上存在海洋的设想非常具有说服力。”
  伽利略号探测器原定约2年的工作寿命先后被3次延长。在1995年飞抵环木星轨道后的7年多时间内,它创造的纪录有:绕木星运行34周,与木星主要卫星相遇35次,发回包括1.4万张照片在内的3万兆比特数据,在木星的三颗卫星上发现了地下液态盐水存在的证据,第一次从轨道上对木星系统进行了完整考察,第一次对木星大气进行了直接测量。
  在木星引力的作用下,探测器的运行轨道可能会发生变化,并可能与木卫二相撞。理论上,探测器与木卫二相撞可能导致地球的微生物在木卫二上立足,这种情况有可能会影响未来在这颗卫星上寻找本土生命的工作。NASA由此决定,在伽利略号探测器燃料未完全用尽、还能控制运行轨道之时,让它受控远离木卫二、撞向木卫三。终于,在美国时间2003年9月21日下午,伽利略号探测器结束了8年的木星探测使命。而在科学家为此热烈庆祝的同时,也有一些科学家对木卫二拥有低级生命的论断存有疑问。

木卫=的地质构造


  从1996年伽利略号探测器在距离木卫二16万千米处拍摄的照片上看,这颗星球呈现冰壳状,表面裂缝交错,这说明冰层曾受到巨力的作用。科学家们研究后认为,这种力是由木卫二和木星及其他三颗伽利略卫星之间的引力形成的潮汐力,其作用不仅造成了木卫二的表面特征,还使其内部的水以液态存在,所以1996年伽利略号探测器从距离木卫二688千米处掠过时拍摄的照片中发现了水流的存在。科学家认为,这种现象表明木卫二内核很热,大量热能从火山口或热泉眼喷发出来,导致表面部分冰层融化。
  1997年1月,伽利略号探测器用磁强计对木卫二的磁场进行了探测,发现木卫二有一个内磁场,而且这个内在导电层的导电率与含盐海水一样强。由此,科学家们再次得出木卫二上可能存在海洋的推论。同时,发回的新照片表明,木卫二表面裂缝位置发生了变化,说明这很可能是表层下的海洋流动造成的。1997年2月,伽利略号探测器从距离木卫二586千米处飞过时拍摄的照片显示,木卫二表面最大的冰山宽达13千米,高为100米~200米。美国科学家史蒂文等人认为,由于木星对木卫二内核的引力作用,木卫二冰幔下面的水才能保持液体状态,成为深达几千米的海洋。1998年12月,伽利略号探测器拍摄的照片显示,木卫二南部有一条长达800米的裂缝。2000年1月,伽利略号探测器从距离木卫二351千米处掠过时发现,木卫二地磁北极点位置频繁移动。科学家认为,这是木卫二含盐海洋在冰层下流动形成电磁场引发的结果。
  在研究了木卫二表面裂缝照片之后,2002年9月,亚利桑那大学的格林伯格教授领导的研究小组宣称,木卫二冰层较薄,观测到的表层裂缝可使气体、热量和有机物质接触到表层下面可能存在的水。这种情况显示,木卫二可能存在的海洋同地球上的北冰洋相似。既然北冰洋能通过冰层的裂缝接触到空气和热量,那么木卫二上的海洋也能通过冰层裂缝与外界接触。

  科学家们依据旅行者2号和伽利略号探测器获取的资料,于2007年绘制出首张木卫二全球地质构造图,该图揭示出木卫二表面地质构造较为年轻且富于变化。
  2008年,科学家们发现,木卫二极地旋转轴偏移了80多度。这样的极端变化表明木卫二表面冰壳厚度并不一致。科学家们还用多种航天器获得的照片,绘制了木卫二表面直径达500千米以上的大型弧状盆地图像。经综合分析研究,他们认为,木卫二内部有一个金属核,核外是石质的壳,壳外是液态水海洋,海洋表面是冰层。

木卫=生命假说争论消失


  这张视图显示了冰冷的木卫二全球海洋动态性仿真温度场,红色的热羽流从海底产生,蓝色的冷却体从冰与海洋的边界向下沉。更多的热传递到了赤道附近的冰壳,与木卫二表面混乱的地形一致。
  2014年1月8日,美国科学家宣称在木卫二的海洋中或许存在能够解释木卫二赤道混乱的裂缝和山脊。这项发现暗示着木卫二可能比之前预想的更适合生命存在。2017年4月,NASA宣布卡西尼号探测器的巅峰发现——土卫二的海洋中可能有生命存在,同时宣布了木卫二也具备同样的潜力。由此,关于木卫二具有低级生命的争论也消失了。此次,密歇根大学安娜堡分校的研究人员贾先哲及其同事,详细考察了伽利略号探测器在1997年飞掠木卫二期间获得的局部采样数据,终于发现了迄今为止最强的羽流证据。羽流使围绕木卫二运行的探测器可以直接对其内部海洋物质进行取样。贾先哲的团队报告称,木卫二周围的磁场和等离子体变化,可以利用羽流轻松地予以解释。在重建伽利略号探测器的路径后,研究团队还确定了木卫二的海洋宜居性。2018年5月14日,科学家通过继续分析伽利略号探测器撞毁前所获得的数据资料发现,木卫二存在羽流,即一种流体在另一种流体中移动。这些羽流能将其内部海洋物质输送至天体表面和太空中。这一发现再次确定了木卫二的海洋具有适宜微生物生存的环境。
  未来,人类规划的木卫二探测计划——包括美国的木卫二飞剪探测器和欧洲航天局的木星冰月探测器,将于21世纪20年代末到30年代初抵达木星,这些探测器将采取更有针对性的如研究羽流的先进探测措施。

揭开木卫=生命之谜的重要意义


  迄今为止,对于木卫二生命之谜的研究,科学家已经提出多种可行方案。揭开木卫二的生命之谜,除了可以弄清真相外,还可驗证或修正宇宙生物学标准。如果发现木卫二上有生命,那就证明了宇宙生物学标准至少适用于太阳系天体。如果推断条件属实而未发现生命,则须修正这一标准。无论获得何种结论,都能深化人类对木卫二乃至太阳系天体的认识,促进空间科学的发展。
  不仅如此,开发木星及其四大卫星至少还有两大作用。一是开发木星上的氢资源。木星上的氢含量极高,它可谓一座能源宝库。由于氢的同位素氘(dao)和氚(chuan)都是热核反应的重要原料,而这些元素在地球上含量又很少,所以开发木星上的氢资源既可解决人类能源问题,有助于可持续发展,又能将其用作核火箭的燃料,以便实现星际航行。二是大型天然卫星具有开发价值。科学家之所以对四颗伽利略卫星十分感兴趣,就是因为探明它们的真实情况后,经过比较,就可以选择一个条件最合适、环境最适宜的星球进行开发,将其建成未来的航天良港,作为人类乘坐宇宙飞船奔向更远天体甚或太阳系外天体的远航中转站。
  了解了木卫二,大家是不是对地外生命的探索也充满了好奇?!再过十几年,木卫二飞剪探测器和木星冰月探测器就会为我们带来更多关于地外生命的信息,那时同学们也已经长大,不知道你们会不会也成为探索地外生命的一员呢?
其他文献
数学来源于生活,著名数学家华罗庚说:“人们对数学产生枯燥无味、神秘难懂的印象,原因之一便是脱离实际。”小学数学新课程标准要求:“数学教学必须从学生熟悉的生活情景和感兴趣的事物出发。”只有密切联系生活的教学情境设计才能把学生带进一个美丽的“数学花园”,并让学生在其中感受数学,经历数学,体验数学的无穷魅力和学习数学的不尽乐趣。    一、捕捉“生活素材”,唤起学习兴趣    不少教育专家早就指出,“教
警察吕世飞在坟地里放了三枪,引起了轩然大波。  吕姓在村里是孤姓,吕世飞的爹感觉自己多年来屡受欺负,活得憋屈,曾多次发哑巴狠,即使砸锅卖铁,也得供儿子吕世飞上学,要考就考警察学校。吕老爹觉得公安最威武,干公安无人敢欺负。吕世飞学习也争气,考上警校那年,吕老爹放了挂两万响的鞭炮,办了十桌酒席,从那天起他就隐约感觉村人对他恭敬了些。吕世飞警校毕业后分回本县公安局工作,吕老爹更是欣喜若狂,他觉得儿子若分
浅谈如何培养学生的能力  田维江    随着现代经济、科技的迅速发展,社会对人才各方面素质的要求越来越高,因此在教学中,应注意对学生各方面能力的培养,现结合数学教学的特点,浅谈在教学中对学生能力培养的四点心得。    一、培养学生的新观念  新观念不仅包含对事物的新认识、新思想,而且包含一个不断学习的过程,为此作为创新人才就应该不断地学习,获取新知识。形成新认识,在数学史上,法国大数学家笛卡尔在学
在学生学习基础、学习方法、学习态度等素质较差的普通中学中应采用怎样的教学方法才能行之有效呢?运用一般的教育心理学原理组织教学能否收到功效呢?回答是肯定的。在苏教版初一数学“三角形三边关系”一节课中,我曾作了教育心理学原理运用于课堂教学实践的初步尝试,具体情况如下:    1 引起好奇心,激发求知欲    在出示课题后。教师即提问:“你想知道什么?”由于问题能激发多层次学生的好奇心,举手的同学往往比
“深知他是我们的正确领导者”  在长期的革命斗争中,贺龙和毛泽东几乎做过同样的事:开辟根据地,指挥反“围剿”作战,率部长征。他虽然没有见过毛泽东,但作为独立的一个军团总指挥,对毛泽东及其正确思想有着高度一致的认知。  毛泽东曾开辟井冈山革命根据地,为中国革命树立了标杆。  贺龙学习毛泽东的思想,很重视根据地的开创和建设。他常说:“野鸡有个山头,白鹤有个滩头,一支红军没有根据地怎么行呢?”每到一处,
最近,我总是思念过世多年的父亲。思念是从一位自称父亲老战友的人联系上我开始的。  他是一位七十多岁的老人。满头白发妥帖地向后梳着,一副眼镜架在鼻梁上,腰板挺拔、硬朗。陪同他来的人称呼他为“郭老”。郭老先说出了我父亲的名字,然后问我是不是他的家人。  我踌躇着,不好回答。  因为我连父亲是否真的当过兵都不十分清楚。即便我的母亲,如今已是满头银发升级为姥姥的人了,提起父亲当年,她还张嘴就骂:“你父亲就
一、引导学生发现数学之美,激发学生学习数学的兴趣  美的事物能激起人的好奇心理、热爱心理、向往心理、孜孜以求的心理,数学是人类理智中共同美感的一部分,是一种美的综合体.让学生发现数学中的美,欣赏数学中的美,进而创造数学之美,能激发学生对数学学习的浓厚兴趣.  那么数学美在何处呢?怎样引导学生发现数学之美,激发学习兴趣呢?在此略谈几点拙见:  1.引导学生发现数学的和谐、统一之美,激发学习兴趣  和
在规定的教学时间内有效地达成课程标准所确定的教学目标是实现“高效课堂”的基本要求.为了保证课堂的高效,为了保证课堂教学的顺利展开,教师在课前、课后需要做大量准备工作.教师对学生学习的指导分课外指导和课内指导,应贯穿在学生自主学习的全过程中.  一、课外指导  1.合理安排内容,指导学生预习  为了创设恰当的情景引入新课,教师在备课的过程中会找到大量与教学内容相关的素材,但受到课堂时间、课堂容量的限
一、课题缘超:试卷讲评。一个被忽视的教学环节    说起试卷讲评,还是让我们先来看下面的教学情景吧!  情景1:陆教师虚心向经验丰富、教学质量一直较好的韦老师学习,准备去听她的课,韦老师说:“真不好意思,今天是试卷讲评课。没什么好听的。改天你再来听吧。”  问题:试卷讲评课,真的没什么好听的吗?  情景2:奠老师边喝茶边悠闲地说,“今天是试卷讲评课,不用备课。太舒服了”。  问题:试卷讲评真的
槐香从四十岁就做上头婆婆。  过去乡下姑娘出嫁前,要请人给姑娘“扯脸”,又叫“上头”。所谓“扯脸”,就是用两根细线拗在手指上,手指一张一合,贴在脸上的细线就扯掉了脸上的细汗毛,并把眉毛绞成一弯新月。然后用石膏粉涂面,使脸蛋细腻光滑。  请来给新娘扯脸的人称为“上头婆婆”。这上头婆婆不是人人都能做的,必须有儿有女,家庭幸福圆满,不得有死过丈夫的“断扁担”,或者离婚再嫁“跨二道门槛”的人。  在金竹坪