在浩瀚無垠的木星衛星中，歐羅巴衛星（木衛二）因其令人信服的營養、水和能源等基本要素而成為研究人員關注的焦點。這些因素共同表明，這裡可能是地外生命形式的天堂。值得注意的是，人們認為木衛二的組成包括從最外層表面到核心的四個不同層次：冰層、鹽海洋、岩石地幔和金屬核心。

木衛二是木星的一顆衛星，由於其營養物質、水和能量，它孕育生命的潛力引起了科學界的興趣。新的研究表明，木衛二可能不具備預期的熱驅動過程，如金屬內核或海底火山活動，因此它的可居住性並不確定。

與地球一樣，歐羅巴的海洋也與岩石海底相接觸，這可能使岩石與水發生有利於生命的化學反應。一些科學家還認為，海底可能有火山，這可以為潛在的生物圈提供更多的能量和養分。

美國科學院大學的科學家凱文-特林（Kevin Trinh）、卡佛-比爾森（Carver Bierson）和地球與太空探索學院的喬-奧羅克（Joe O’Rourke）利用特林編寫的計算機代碼研究了木衛二形成時初始溫度較低的後果。他們的研究成果最近發表在《科學進展》（Science Advances）上。

木衛二的海洋可能起源於變質岩。雖然一些科學家有這樣的猜測，但特林和他的研究小組表明，如果歐羅巴確實是由水合岩石（即岩石中含有氫和氧）形成的，那麼歐羅巴內部應該有足夠的熱量來直接從水合岩石中釋放出水，從而形成海洋和冰殼。

木衛二的內部演化。資料來源：Kevin Trinh/美國科學院大學

海洋的起源非常重要，因為行星衛星支持生命的潛力最終取決於海洋形成過程中的化學成分和物理條件。

許多研究這顆冰冷衛星的科學家都認為，歐羅巴星在吸積過程中或吸積後不久就形成了金屬內核。美國亞利桑那大學的這項研究與這一預測相矛盾，而是認為歐羅巴可能在吸積後數十億年才開始形成金屬內核（如果有的話）。

“對於太陽系中的大多數世界，我們傾向於認為它們的內部結構在形成後不久就已確定。這項工作非常令人興奮，因為它將歐羅巴重新定義為一個內部結構在其整個生命週期中一直在緩慢演變的世界。”美國亞利桑那大學地球與太空探索學院博士後研究學者卡弗-比爾森（Carver Bierson）說：”這為今後的研究打開了一扇門，讓我們了解我們今天看到的木衛二是如何發生這些變化的。”

金屬內核的存在與木衛二的內部熱量息息相關，而木衛二的內部熱量也可能用於推動海底火山活動，並有助於形成宜居的海底環境。然而，目前還不清楚木衛二是否產生了足夠的熱量來形成這樣一個內核。Trinh的代碼計算了熱量是如何產生並分佈在整個月球上的，它使用的是許多地球動力學家使用了幾十年的管理方程。然而，研究小組的新成果來自於對木衛二建模中常見假設的挑戰： 像木衛二這樣的小衛星可能形成冰、岩石和金屬的冷混合物。

然而，所有這些過程都需要一個炙熱的內部。像歐羅巴這樣的小衛星（約為地球質量的1%）可能沒有足夠的能量來觸發或維持類似地球的過程–金屬內核形成、海底火山活動和持續的岩石-水地球化學–這意味著歐羅巴的宜居潛力是不確定的。木衛二形成的確切時間決定了從一種短壽命鋁同位素的放射性衰變中可以獲得多少熱量。潮汐加熱（來自與木星和其他衛星的引力相互作用）也決定了木衛二內部分離成不同層次的速度。

這項研究暗示，歐羅巴可能存在有限的熱液活動和海底火山活動，這可能會阻礙其宜居性。然而，可靠的預測需要更多的數據。

“木衛二不僅僅是一個潮濕的小地球。它是自己的特殊世界，充滿了有待揭開的神秘面紗，”美國亞利桑那州立大學地球與太空探索學院助理教授約瑟夫-奧洛克說。

2024 年10 月，美國國家航空航天局計劃發射一艘名為”歐羅巴號快船”的航天器，它將於2030 年4 月抵達歐羅巴。通過Trinh、Bierson和O’Rourke的最新研究成果，科學家們將能更好地解讀”歐羅巴號快船”傳來的數據，其主要目的是評估木星的冰質衛星歐羅巴是否具備孕育生命的潛在條件。