木星的卫星欧罗巴产生的氧气比我们想象的要少

木星的冰冷卫星欧罗巴长期以来一直被认为是太阳系中最适宜居住的世界之一。现在，朱诺号木星任务首次直接详细采样了木星的大气层。发表在《自然天文学》上的结果表明，木卫二冰冷的表面产生的氧气比我们想象的要少。

有很多理由对木卫二上发现微生物生命的可能性感到兴奋。伽利略号任务的证据表明，月球冰面下方有一片海洋，其含水量约为地球海洋的两倍。此外，根据木卫二数据得出的模型显示，其海底与岩石接触，从而实现了水-岩石的化学相互作用，从而产生能量，使其成为生命的主要候选者。

与此同时，望远镜观测显示存在微弱、富氧的大气层。看起来好像水柱间歇性地从海洋中喷涌而出。有一些证据表明，地表存在地球生命所使用的基本化学元素，包括碳、氢、氮、氧、磷和硫。其中一些可能会从大气和地表渗入水中。

木卫二及其海洋的升温部分归功于木星绕木星运行的卫星，它产生潮汐力来加热原本寒冷的环境。

尽管木卫二拥有生命的三种基本成分——水、适当的化学元素和热源——但我们还不知道是否有足够的时间来发展生命。

我们太阳系中的另一个主要候选者是火星，它是罗莎琳德·富兰克林漫游车2028年的目标。火星上的生命可能与地球上同时开始，但随后可能由于气候变化而停止。

第三个候选者是土星的卫星土卫二，卡西尼-惠更斯号任务在那里发现了来自地下咸海的羽状水，也与海底的岩石接触。

土卫六是最接近的亚军，排名第四，其厚厚的有机化合物大气层包括碳氢化合物和索林，诞生于高层大气。然后它们会漂浮到表面，并在其表面涂上终生成分。

朱诺号任务拥有迄今为止发送到木星的最好的带电粒子仪器。它可以测量表面带电粒子的能量、方向和成分。土星和泰坦上的类似仪器在那里发现了托林(一种有机物质)。但除了泰坦和土卫二之外，他们还测量了表明土星卫星土卫五和土卫四上存在大气层的粒子。

这些粒子被称为拾取离子。行星大气层由中性粒子组成，但大气层顶部在阳光下并通过与其他粒子的碰撞而变得“电离”(意味着失去电子)，形成离子(失去电子的带电原子)和自由电子。

当等离子体(一种带电气体，构成固体、液体和气体之外的第四种物质状态)流过含有新形成离子的大气时，它会用电场扰乱大气，电场可以加速新离子(离子的第一部分)取件过程。

然后，这些拾取离子围绕行星磁场旋转，通常会从大气中消失，而一些离子会撞击表面并被吸收。38亿年前这颗红色行星的磁场消失后，拾取过程已经清除了火星大气中的粒子。

Europa也有接送流程。新的测量显示了从表面和大气中吸收分子氧和氢离子的明显迹象。其中一些从木卫二逃逸，而另一些则撞击冰冷的表面，增加了表面和表面下的氧气含量。

这证实了氧和氢确实是木卫二大气层的主要成分——与远程观测结果一致。然而，测量结果表明，地表释放到大气中的氧气量仅为每秒12公斤左右，低于早期估计的每秒约5公斤至1,100公斤的下限。

这表明表面受到的侵蚀非常小。测量结果表明，木卫二表面每百万年可能只有1.5厘米，这比我们想象的要少。因此，欧罗巴由于吸收过程而不断失去氧气，只有少量的额外氧气从表面释放出来补充氧气，并最终回到表面。

那么这对于它孕育生命的机会意味着什么呢?一些困在地表的氧气可能会进入地下海洋，滋养那里的任何生命。但根据研究对总体氧气损失的估计，这应该小于之前估计的每秒0.3kg-300kg。

2022年9月29日记录的这一比率是否正常还有待观察。也许它并不能代表月球上的总体氧气含量。羽流喷发、轨道位置和上游条件可能分别在某些时间增加和减少速率。

美国宇航局将于今年晚些时候发射的木卫二快艇任务，以及将在木卫三轨道上两次飞越木卫二的果汁任务，将能够跟踪这些测量结果，并提供有关木卫二宜居性的更多信息。