海洋星球的生态系统是什么样的?营养物质如何循环?高压冰地幔或许提供了一种思路
外星世界可能存在奇特形式的冰,能将营养物质输送到隐藏的海洋
一种被称为“七号冰”(冰 VII)的在高压情况下由水构成的冰,已被证明不排斥盐分而能够运输它们
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海洋星球世界构想图(图源:美国航空航天局/艾姆斯研究中心/喷气推进实验室)
新研究发现,在广阔的海洋世界中,任何潜在的外星生命都可能通过厚厚的奇特高压冰层从其行星熔融状态的核心中获得重要的营养物质,因为这些冰层可以运输盐分。
水是宇宙中最常见的分子之一,因此宇宙中被深达数百公里的海洋覆盖全球的行星可能远远多于像地球这样“较为干燥”的。这种海洋行星的例子包括“特拉比斯特-1”行星系中的几颗行星,以及GJ 1214b(围绕蛇夫座内的GJ 1214恒星公转)、开普勒-62e和开普勒-62f(后两颗均为天琴座内开普勒-62行星系中的行星)。
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这些海洋底部的条件非常极端,水在这里会因高压形成一种被称为“七号冰”的结晶冰形态。“七号冰”的分子呈立方晶体结构,能够存在于压力超过 3 千兆帕斯卡(约 29,000 个大气压)、温度高达 662 华氏度(350 摄氏度)的环境中。
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然而,科学家们并不能确定盐分和其他营养物质能否从行星的岩石内核,通过七号冰组成的地幔,进入液态海洋,然后再穿越地幔、回归内核。普通形态的冰在冻结时会排出盐分,但新的建模显示,七号冰冻结时可以保留盐晶体。特