红色像素标记了伽利略号航天器在木卫二表面检测到含氨化合物的位置。紫色表示未检测到此类化合物。美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院

在太阳系中寻找宜居世界的研究包括木星的卫星木卫二。是的，它是一个冰雪覆盖的世界，但在其冰封的表面之下，存在着一片深邃的咸水海洋和一个镍铁核心。它通过潮汐作用加热，这对内部海洋产生压力，将水和盐输送到表面。事实证明，表面也有含氨化合物的证据。所有这些因素结合在一起，为我们展现了木卫二迷人的地质状况及其作为生命栖息地的潜力。

伽利略号探测器于1995年至2003年在木星系统轨道运行，其传回的数据中包含了这些氨化合物存在的线索，但直到现在它们才被发现。美国国家航空航天局喷气推进实验室的科学家艾尔埃姆兰仔细研究了近红外测绘光谱仪的测量数据。他在木卫二表面裂缝附近发现了2.2微米处微弱的氨吸收带。这些裂缝是液态水从深处上升的主要通道，这种喷发活动被称为冰火山作用。

那种水可能携带了氨，并将其沉积在表面。氨无法在太空中长期存在，这意味着伽利略号仪器探测到的氨是在地质时间尺度上相对近期被翻涌上来并沉积的。这也意味着氨的存在改变了海洋的化学性质。氮的存在（通过氨）具有天体生物学意义。

这是科学家认为木卫二冰壳之下的结构剖面图。其下有一片咸水海洋，所含水量是地球所有海洋水量的两倍，海洋下方是一个岩石核心。潮汐引力作用使木卫二内部升温，这可能有助于为生命的孕育创造适宜的环境。美国国家航空航天局喷气推进实验室加州理工学院。

氨、冰火山活动与生命

氨的化学式是NH3，由氮和氢组成。氮是生命的重要组成部分，在氨基酸、DNA、叶绿素和蛋白质的形成中发挥作用。在地球上，特定类型的细菌会将大气中的氮气（N2）转化为氨，这是许多生物生长所需要的。现在，氨和氮的存在并不自动意味着木卫二上存在生命，但它确实为一个宜居环境提供了一些证据。此外，它还为这颗卫星内部和表面的地质活动提供了线索。

木卫二并非太阳系中唯一发现含氨化合物的地方。氨是许多冰体的重要组成部分，包括冥王星、冥卫一、尼克斯、许德拉，以及天王星的卫星天卫一、天卫五、天卫二、天卫四和天卫三。从土卫二地下海洋喷涌而出的羽流中也含有氨的痕迹。其他一些地方也显示可能存在氨化合物。所以，氨的存在并不罕见。然而，由于检测信号会被其他物质的检测结果所掩盖，因此发现氨一直很困难。在木卫二上发现氨证实了氨的广泛存在。从地质学角度来看，氨会改变海洋的特性。其中，这种化合物能大幅降低水的冰点。随着木卫二表面形成水冰，氨的浓度会上升。

木卫二是一个繁忙的世界

JWST对木卫二表面的观测显示，其地形在最近一段时间内正被持续的冰火山活动所改造。被带到表面并冻结的水，在几周内会因高能粒子活动而开始流失，留下氨和其他化合物的沉积物。在对伽利略号数据的重新研究中，埃姆兰检测到的2.2微米吸收特征表明存在氨一水合物（氨溶解在水中）和氯化铵（一种水溶性盐晶体）。这些化合物和其他化合物的存在，为木卫二上广泛的地质活动（发生时间远少于一百万年前）提供了线索。

在这颗卫星上发现氨化合物为美国国家航空航天局（NASA）的欧罗巴快船计划开展的科学研究注入了动力。该任务于2024年10月14日发射，将于2030年抵达木星系统。其主要目标之一是确定木卫二冰封表面之下是否存在适宜生命生存的条件。木卫二拥有液态海洋和有前景的有机化合物沉积物，这将让快船号上的仪器有机会近距离探寻生命的基石。

除了对深海进行化学分析外，欧罗巴快船还将测量木卫二表面的厚度，研究海洋与该外壳的相互作用，并获取更多关于这颗卫星地质构成的信息。特别是，项目科学家希望了解其表面特征以及这些特征是如何形成的。在快船前往木星的过程中，持续重新检查伽利略号和其他数据应有助于快船科学家微调任务及其科学目标。

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近期研究显示，美国国家航空航天局（NASA）的伽利略号任务发现木卫二存在氨的迹象

木卫二上2.2微米处氨吸收带的探测

氮循环：过程、参与者与人类影响

相关知识

木卫二是木星的第四大卫星，由伽利略于1610年发现。它表面覆盖着一层厚厚的冰壳，冰壳下可能存在液态水海洋，被认为是太阳系中最有可能存在生命的天体之一。其直径约3100公里，有独特的地质构造，吸引着科学家持续探索它的奥秘。

BY: Carolyn Collins Petersen

FY: AI

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木卫二表面裂缝显现氨存在的痕迹