在浩瀚无垠的木星卫星中，欧罗巴卫星（木卫二）因其令人信服的营养、水和能源等基本要素而成为研究人员关注的焦点。这些因素共同表明，这里可能是地外生命形式的天堂。值得注意的是，人们认为木卫二的组成包括从最外层表面到核心的四个不同层次：冰层、盐海洋、岩石地幔和金属核心。
木卫二是木星的一颗卫星，由于其营养物质、水和能量，它孕育生命的潜力引起了科学界的兴趣。新的研究表明，木卫二可能不具备预期的热驱动过程，如金属内核或海底火山活动，因此它的可居住性并不确定。
与地球一样，欧罗巴的海洋也与岩石海底相接触，这可能使岩石与水发生有利于生命的化学反应。一些科学家还认为，海底可能有火山，这可以为潜在的生物圈提供更多的能量和养分。
美国科学院大学的科学家凯文-特林（Kevin Trinh）、卡佛-比尔森（Carver Bierson）和地球与太空探索学院的乔-奥罗克（Joe O'Rourke）利用特林编写的计算机代码研究了木卫二形成时初始温度较低的后果。他们的研究成果最近发表在《科学进展》（Science Advances）上。
木卫二的海洋可能起源于变质岩。虽然一些科学家有这样的猜测，但特林和他的研究小组表明，如果欧罗巴确实是由水合岩石（即岩石中含有氢和氧）形成的，那么欧罗巴内部应该有足够的热量来直接从水合岩石中释放出水，从而形成海洋和冰壳。
木卫二的内部演化。资料来源：Kevin Trinh/美国科学院大学
海洋的起源非常重要，因为行星卫星支持生命的潜力最终取决于海洋形成过程中的化学成分和物理条件。
许多研究这颗冰冷卫星的科学家都认为，欧罗巴星在吸积过程中或吸积后不久就形成了金属内核。美国亚利桑那大学的这项研究与这一预测相矛盾，而是认为欧罗巴可能在吸积后数十亿年才开始形成金属内核（如果有的话）。
"对于太阳系中的大多数世界，我们倾向于认为它们的内部结构在形成后不久就已确定。这项工作非常令人兴奋，因为它将欧罗巴重新定义为一个内部结构在其整个生命周期中一直在缓慢演变的世界。"美国亚利桑那大学地球与太空探索学院博士后研究学者卡弗-比尔森（Carver Bierson）说："这为今后的研究打开了一扇门，让我们了解我们今天看到的木卫二是如何发生这些变化的。"
金属内核的存在与木卫二的内部热量息息相关，而木卫二的内部热量也可能用于推动海底火山活动，并有助于形成宜居的海底环境。然而，目前还不清楚木卫二是否产生了足够的热量来形成这样一个内核。Trinh的代码计算了热量是如何产生并分布在整个月球上的，它使用的是许多地球动力学家使用了几十年的管理方程。然而，研究小组的新成果来自于对木卫二建模中常见假设的挑战： 像木卫二这样的小卫星可能形成冰、岩石和金属的冷混合物。
然而，所有这些过程都需要一个炙热的内部。像欧罗巴这样的小卫星（约为地球质量的 1%）可能没有足够的能量来触发或维持类似地球的过程--金属内核形成、海底火山活动和持续的岩石-水地球化学--这意味着欧罗巴的宜居潜力是不确定的。木卫二形成的确切时间决定了从一种短寿命铝同位素的放射性衰变中可以获得多少热量。潮汐加热（来自与木星和其他卫星的引力相互作用）也决定了木卫二内部分离成不同层次的速度。
这项研究暗示，欧罗巴可能存在有限的热液活动和海底火山活动，这可能会阻碍其宜居性。然而，可靠的预测需要更多的数据。
"木卫二不仅仅是一个潮湿的小地球。它是自己的特殊世界，充满了有待揭开的神秘面纱，"美国亚利桑那州立大学地球与太空探索学院助理教授约瑟夫-奥洛克说。
2024 年 10 月，美国国家航空航天局计划发射一艘名为"欧罗巴号快船"的航天器，它将于 2030 年 4 月抵达欧罗巴。通过Trinh、Bierson和O'Rourke的最新研究成果，科学家们将能更好地解读"欧罗巴号快船"传来的数据，其主要目的是评估木星的冰质卫星欧罗巴是否具备孕育生命的潜在条件。