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太陽系內,哪裡找水?
太陽
水星
金星
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
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太陽系內,哪裡找水?
我們的起源,地球
地球,是目前唯一已知有生命存在的星球。
地球表面有約百分之七十由液態水覆蓋,目前科學家的認知裡,水的存在與生命息息相關。
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太陽系內,哪裡找水?
除了兩極的冰帽,火星地表長期被認為十分乾燥。
最近的研究卻顯示,火星表面就有液態水流動的證據!
最新的火星「火星勘測軌道飛行器」(Mars Reconnaissance Orbiter, MRO)拍到的「季節性斜坡紋線」,很可能是鹽水在火星表面上流動所產生。MORE
而更多證據指出,在 43 億年前,火星表面存在的水的體積足以覆蓋整個火星表面深度達 130 米深,火星怎麼失去海洋與大氣層?MORE
木衛二
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太陽系內,哪裡找水?
歐羅巴(Europa)是木星的「冰衛星」中最特別的
除了異常光滑、隕石坑不顯著的表面,歐羅巴的表面的冰層有一條條破裂的痕跡,交織成一整片複雜交錯的冰脊或冰溝的奇異景象。
這些地貌顯示表面冰層底下很可能有海洋。MORE
土衛六
土衛二
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太陽系內,哪裡找水?
泰坦(Titan)是土星最大的一顆衛星
泰坦以不容小覷的重力抓住濃厚的大氣,而成為太陽系中,唯一擁有濃厚大氣的衛星。
表面溫度約為攝氏零下 180 度的泰坦,不可能存在液態水;但甲烷和乙烷有機會在此液態存在,成為孕育生命的溶劑「原生湯」。
近期的卡西尼—惠更斯(Cassini-Huygens)太空船計劃幫助我們更加了解泰坦。MORE
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太陽系內,哪裡找水?
恩克拉多斯(Enceladus)奇特的「冰火山噴發」
2005 年卡西尼飛越過土衛二恩克拉多斯的,發現南極有數個裂縫噴發水蒸氣到太空。這樣的現象被稱為「冰火山噴發」,部分物質可以抵達形成土星的 E 環甚至土星本身。
2015 年 9 月 16 日,美國國家航空暨太空總署確認,根據卡西尼號的探測數據,其表面冰層下面擁有全球性海洋,而且海洋的底部有水熱活動,有海底熱泉存在!MORE
為什麼在宇宙中尋找生命會由尋找水開始?
理由一:水的組成很簡單,每個水由兩個氫和一個氧組成
氫是宇宙中含量第一的元素,氧則是宇宙中含量第三的元素,因此讓水成為宇宙中最常見的溶劑。
而生命,需要有溶劑才能維持。
為什麼在宇宙中尋找生命會由尋找水開始?
理由二:水是「萬用溶劑」
氫和氧的結構,讓水兩端擁有不同的電荷,也就是帶有強烈的「極性」;讓水成為「萬用溶劑」,能夠溶解大多數的物質,也因此成為生命誕生不可或缺的成分。
為什麼在宇宙中尋找生命會由尋找水開始?
理由三:水能夠維持環境的溫度穩定
水分子間有氫鍵的特性,讓水的比熱比大多數的物質都來得高,能夠有效維持溫度的恆定。
關於火星上的水
什麼是火星上的「季節性斜坡紋線」(Recurring Slope Lineae, RSL)
科學家使用「火星勘測軌道飛行器」MRO來觀測火星的表面,注意到某些山坡上有「季節性斜坡紋線」。
這些痕跡在溫度較高的季節顏色會變深,但在溫度較低的季節,這些痕跡便會消失。
由於這種週期性出現的性質,此一結構被稱為「季節性斜坡紋線」。
關於火星上的水
火星上的「季節性斜坡紋線」代表了什麼?
針對對火星上十多個這種結構拍攝高解析度的影像,跟光譜儀的資料相比較,結論指出這些痕跡很可能是帶有結晶水的鹽類:高氯酸鹽(Perchlorates)。
高氯酸鹽可以把水的冰點降到零下70度,即便週邊環境溫度很低,水還是能以液態的形式存在(或是更精確的說,是高濃度的鹽水)。
這些季節性斜坡紋線很可能是火星溫度高的時候,由這些帶有氯酸鹽的鹽水流動所留下來的痕跡。
關於火星上的水
43億年前火星表面的海洋
在距今43億年前,火星表面曾存在體積逾2,000萬立方公里的海洋,足以讓整個火星表面覆蓋在137公尺深的液態水層下。
當時的海洋覆蓋面積達其北半球的一半、在北部平原的位置。覆蓋火星表面19%,部分水深甚至超過1.6公里。
火星如何失去大氣層與海洋?
太陽風一點一點改變了火星原有的大氣層
在40億年前火星地核凍結時,火星磁場消失。這導致它的上層大氣完全暴露在太陽風之下。導致火星的大氣被剝離、吹入太空。隨著太陽風逐漸把大氣氣體帶走,火星地表的水也就越難保留。
如今火星大氣比地球大氣稀薄約100倍,96%的成分是二氧化碳,絕大多數的水份都散失了。
歐羅巴的冰下海洋
地核加溫造就外冷內熱的深海環境
作為木星的「冰衛星」之一,歐羅巴冰層表面充滿了縱橫交錯的複雜冰痕,與地球大型冰河的形式相符,顯示歐羅巴的冰層很可能有移動的情況。
由目前看到的痕跡來推測,歐羅巴內部的地熱活動不斷地將地面下的冰或水往上推出來,造成表面冰層的移動、擴張、擠壓、破碎。
而這樣外冷內熱的推測也暗示,歐羅巴在冰層之下很可能有深海的存在。
卡西尼—惠更斯(Cassini-Huygens)太空船計劃
泰坦表面冰層底下可能有液體
自2004年歐美共同合作的卡西尼—惠更斯太空船計劃,利用雷達以及其他儀器,觀測泰坦濃厚大氣,甚至將惠更斯探測器投入泰坦的其中一個湖中來探測生命 。
2012年卡西尼傳回資料顯示在冰層底下可能有液體。
土衛二
卡西尼—惠更斯對土衛二的分析結果
冰層底下有適合生命的條件?
卡西尼對這些冰火山噴發噴出來的微粒做分析,發現其顆粒僅能在特定鹽度、酸鹼度和溫度(約攝氏93度)的條件下才能形成。
這強烈地暗示了土衛二底下有適合碳基生物生存的條件,只是尚無法確認是否真的有生命存在。
最新的發現是土衛二在公轉土星時會產生極輕微擾動,這代表土衛二外層冰殼並未冰凍到其內部,也就是海洋很可能不只在南極,而是全球性的存在。
參考資料
相關資料來源
NASA官方網站 www.nasa.gov
ESA/Hubble Space Telescope www.spacetelescope.org
參考圖片來源
- 火星季節性斜坡紋帶
- The Planetary Society
- What’s Seeping on Mars? Recurring Slope Lineae
- 被海洋覆蓋的火星
- European Southern Observatory, ESO
- Artist’s impression of Mars four billion years ago
- 火星如何失去大氣層與海洋?
- NASA's Goddard Space Flight Center
- Solar Wind Strips Martian Atmosphere
- 木星
- ESA/Hubble Space Telescope
- Jupiter and its shrunken Great Red Spot
- 木衛二
- NASA Jet Propulsion Laboratory, JPL
- PIA00502: Natural and False Color Views of Europa
- 木衛二剖面圖
- NASA Jet Propulsion Laboratory, JPL
- PIA01669: Model of Europa's Subsurface Structure
聲音素材
背景音效:Deep Space (Music by audionautix.com)