木卫二是意大利天文学家伽利略·伽利莱在1610年发现的,但是,直至美宇航局探测器“伽利略”1995年抵达木星系,科学家才能对木卫二展开全面研究。“伽利略”探测器的成果令科学家兴奋不已,于是,美宇航局决定让其在2003年撞向木星,以避免“伽利略”探测器污染此行的最重要发现之一:木卫二表面的含盐海洋。
木卫二表面相对年轻
虽然“伽利略”并未直接发现海洋,但科学家依据木卫二表面年代、化学构成和结构等数据,相信上面一定存在海洋。格林伯格举例说,照片显示木卫二表面闪闪发光,表明它相对年轻。格林伯格还是《揭开木卫二神秘面纱:寻找木星海洋卫星的生命》一书的作者。同太阳系中其他行星和卫星一样,木卫二的历史也有40亿年之久。不过,木卫二表面撞击坑相对少,预示着冰冷的外壳可能只有5000万年历史。格林伯格说:“现在的木卫二表面状况完全不同于地球上恐龙灭绝时上面的状况。”
木卫二平坦的表面只有纵横交错的山脊,这种地质特征表明冰冷外壳正被潮汐力拉长和压扁。格林伯格解释说:“我们习惯于将地球上的潮汐看作是只有在海岸边才能看到的现象。”事实上,太阳和月球的引力可以更大规模、持续地将整个地球压扁和拉长。木卫二体积同月球差不多,也会因潮汐力被拉展,不过不是被太阳,而是被巨大的木星引力。格林伯格称,因潮汐力拉伸而产生的摩擦,可能令木卫二表面温度达到足以维持液态水的水平,即便它距离太阳有4.83亿(7.78亿公里)英里之遥。
温度更高的海洋物质可能会从冰层缝隙渗出,在表面结冰,与此同时,年代稍微久远的冰块则会下沉融化,融入液态水中,结冰和融化的速率是一样的。这种往复循环可以解释木卫二表面冰层看上去年轻的原因,也为表面氧气渗入地下海洋打开了方便之门。当木星磁场的带电粒子撞击冰层,便会形成氧。根据他对木卫二结冰和融化速率的估计,格林伯格认为表面氧气首次到达下面的海洋可能需要10亿至20亿年之久。