地外海洋系统研究室简介

地外海洋系统研究室简介

“生命依赖于液态水的存在”。在寻找地球外的生命迹象时这个观点也同样适用。一些外流渠道的记录以及水和岩石反应的遗迹，支持了在太阳系其他天体上发现生命的可能性的重要说法。早在20世纪70年代，就有理论性的研究指出半径大于900 公里的卫星其内部可能是熔融或半融的状态（Lewis, 1971; Mann, 2017）。在冰层下面有可能存在一些液态水。直到最近，通过探测器的观测，这些寒冷的星体才得到了更多的关注。

在众多卫星中，前人研究提出以下这些外星海洋作为目前勘探的目标（图1）：木星的卫星——木卫二（Europa）等，其存在盐海；土星的卫星——带有喷泉的土卫二（Enceladus）（图2）和充满甲烷的土卫六（Titan）；海王星的卫星——存在低温火山岩的海卫一（Triton）。这些行星内部液体可能通过来自放射性衰变和/或潮汐力的热量，以及防冻矿物质（例如氨将水的冰点降低到-100℃）来产生和维持。

图1 太阳系中存在海洋的几个主要星体以及其直径与地球的相对比例（Hand, 2018）

图2 土卫二Enceladus冰下液态海洋底部可能有水岩反应和热液系统（美国喷气推进实验

室和Postberg et al., 2018）

研究方向

·地外海洋的形成与演化

·地外海洋中的物理、化学、生物过程

·地外和极端环境中的原位、实时分析测量方法与技术·探索地外生命和人类宜居地

研究计划

图3 地球上可与地外海洋对比的类似环境（Preston et al., 2014）

图4 高能电子模拟土卫二Enceladus表面水、冰、有机分子之间可能的反应(Bergantini et al., 2014)