谷神星的海洋理论:揭示早期宜居性的新视角

编辑者: Tasha S Samsonova

一项发表于2025年8月20日《科学进展》杂志的研究,由亚利桑那州立大学和NASA喷气推进实验室的塞缪尔·W·科维尔(Samuel W. Courville)领导,提出了一个引人入胜的观点:矮行星谷神星在其早期历史中可能曾拥有一个全球性的地下海洋。这项研究基于NASA“黎明号”(Dawn)探测器在2015年至2018年间对谷神星的观测数据,这些数据揭示了谷神星表面是冰和岩石物质的混合体,暗示了其内部存在水的证据。

科维尔及其合作者构建了模拟谷神星内部温度和成分随时间变化的详细热学和化学模型。他们的分析表明,大约在25亿至40亿年前,谷神星的岩石核心可能达到了一个温度峰值,其内部放射性元素的衰变产生了足够的热量,足以驱动水-岩相互作用,释放出流体。这些流体若能使谷神星的岩石内部温度升高至550开尔文(约277摄氏度)以上,便可能在地下海洋中创造出有利于生命存在的条件。这种环境可能引入了氧化还原不平衡,为化能自养生物(chemoautotrophs)提供了化学能来源,类似于地球深海热液喷口支持生命的方式。

尽管目前没有直接证据表明谷神星过去存在微生物生命,但这些发现为该矮行星可能曾经支持过单细胞生命提供了强有力的理论基础。研究强调,谷神星的宜居窗口期可能在数十亿年前就已经关闭,因为它不像木星的卫星欧罗巴或土星的卫星恩塞拉多斯那样,能够从其母行星的引力潮汐作用中获得持续的内部加热。谷神星的能量来源主要依赖于其年轻时内部放射性元素的衰变,这一过程如今已不足以维持液态水的存在,导致其地下水大部分已冻结,剩余的则成为高浓度的盐水。

这项研究的意义远不止于谷神星本身。它扩展了我们对太阳系中小型冰质天体潜在宜居性的理解。许多与谷神星大小相似的天体,如果也缺乏来自大行星的潮汐加热,可能也经历过类似的短暂宜居时期。这为未来探索其他冰冷世界,寻找生命存在的证据提供了新的思路和方向。为了更深入地了解谷神星的潜在宜居性,一项名为“卡拉特斯任务”(Calathus Mission)的未来探测任务正在被提议,旨在从谷神星的撞击坑(如奥卡托撞击坑)附近采集样本,以期更好地理解其地质演化和过去可能支持生命的条件。这些新发现不仅重塑了我们对谷神星的认知,也为行星探索和天体生物学领域开辟了新的研究途径,激励着我们去探索宇宙中生命存在的更广阔可能性。

来源

  • 20 minutos

  • Core metamorphism controls the dynamic habitability of mid-sized ocean worlds—The case of Ceres

  • NASA: Ceres May Have Had Long-Standing Energy to Fuel Habitability

  • Largest asteroid in our solar system used to be an ocean planet

  • Calathus Mission

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