我们怎样把木星卫星地球化（以适合人类居住）（丁丁探索地球游戏）

接着我们的“地球化的权威指南”（另一篇文章），《天文在线》很乐意为我们介绍木星卫星地球化的指南，就像改造太阳系内部一样，在未来的某一天这是可行的，但是，我们应该这样做吗？

亚瑟·克拉克的粉丝可能会回忆起他的小说：《2010年：奥德赛二号》（或改编的电影《2010年：我们接触的那一年》）里讲到的一个外星物种把木星改造成了一颗恒星。这样一来，木星的卫星Europa（木卫二）就被永久改造了，它表面的冰融化，大气层也就形成了，所有生活在这颗卫星的海洋中的生命在其表面开始出现并蓬勃发展。

就像我们在一个先前的文章（木星能成为恒星吗）中解释的，把木星变成恒星是不完全可行的（无论怎样说还不行）。然而，这里有一些关于我们怎样开始着手把木星的一些卫星地球化，以让它们对人类来说可居住的建议。简单来说，人类把一颗或者更多颗木星卫星变得适于人类大规模居住在将来某一天是有可能的。

木星的卫星

在木星系统里，有67颗确认了的卫星，它们大小、形状和化学组成各式各样。为了纪念木星的同名，它们有时被统称为Jovians（Jovain的复数，意为木星的），当然，其中四颗最大的Io, Europa, Ganymede 和Callisto被称为伽利略卫星（为了纪念发现者伽利略·伽利莱）。这四颗卫星是太阳系中最大卫星之四，Ganymede（木卫三）是这其中最大的，甚至比水星还大！

除此之外，它们其中三颗——Europa, Ganymede 和Callisto被广泛相信或认为在它们的核幔边界或附近有内部海洋。温水海洋的存在不仅被认为是这些卫星上潜在生命的候选地，也被认为是成为可能的人类栖息地的原因。

在伽利略卫星中，Io, Europa 和Ganymede相互之间都有在轨共振，lo与Europa有2:1的平均运动轨道共振，与Ganymede有4:1 的平均运动轨道共振，这意为着它每完成两次绕木星的运转时Europa完成一次， Ganymede完成四次。这种共振帮助维持这些卫星的轨道偏心，轨道偏心反过来会触发潮汐弯曲它们的内部。

自然地，当谈到探索、定居和地球化时，每颗卫星表现得各有所长。

最终，这还是落到特殊卫星的结构和化学组成、与木星的距离远近、水的可利用性以及相关的卫星是否被木星强大的引力场控制。

可能的方法

转化木星的伽利略卫星的过程其实很简单，总体来说就是利用本地资源和与木星磁场的相互作用去创造一个透气的大气层。这个过程开始于加热地表来使冰升华，通过轨道反射镜将太阳光聚焦到表面、核引爆器或将流星/流星撞击表面这些方法。

图解 :地球化图源：deviantart.com/Wasteland-3D

一旦表面的冰开始融化，就会形成由水蒸气和气体混合物（比如二氧化碳，甲烷和氨气）的致密云层。这些云层反过来会产生温室效应使地表更加温暖并引发一个被称为放射分解的过程（通过暴露于辐射而使分子离解）。

基本上来说，水蒸气暴露在木星辐射下会导致氢气和氧气的产生，前者（水蒸气）会逃逸到太空中。而后者（氢气和氧气）会驻留在地表附近。这一过程已经发生在Europa, Ganymede 和Callisto，并且是形成它们稀薄大气的（包含氧气）的原因之一。

因为氨是氮气的主要组分，通过引入某些菌种的细菌它能转变成氮气（N²）。这些细菌包括亚硝基单胞菌、假单胞菌和梭菌，它们能把氨气转变为亚硝酸盐（NO²-），继而转化为氮气。有了氮气作为缓冲气体，可以创造一个有足够的气压的氮氧环境来维持人类的生存。

图解：一个工程师建议造一个小行星上的屋顶让地球化条件被维持，图源：Karl Tate/Infographics Artist

另一个选择属于“paraterraforming” 标题下——一种进程，为了改造环境把世界（全部或部分）封在一个人造的壳里。就这些卫星而言，包括建造大型的“壳世界”来包裹它们，让内部大气保留足够久来产生长期改变。

在这个壳里，Europa, Ganymede 和Callisto的温度将缓慢上升，水蒸气空气会直接暴露在来自内部紫外线的紫外光辐射下，随后细菌被引入，并加入其它需要的元素。这样一个壳能使制造大气的过程被小心把控，并且在过程完成之前不会丢失任何东西。

lo（木卫一）

lo有着1821.6 ± 0.5 千米的半径和距木星421,700 千米的平均距离（半长轴距离），它是伽利略卫星里最靠里面的。因为这个原因，lo被木星强大的磁场包围，这也解释了为什么其表面被暴露在大剂量有害辐射下。

事实上，相比于地球上生物每天的电磁辐射平均接收量，24蕾姆（rem），lo每天会接收到大约3600蕾姆（36西沃特Sv）。

增强颜色的木卫一图片二氧化硫霜（用灰和白标出）硫矿床用黄和褐标出近期火山活动用红点和黑点标出

图源：NASA

这颗卫星有着伽利略卫星中最短的轨道，大概需42.5小时完成一次环绕这个巨大气体星的运行。木卫一与Europa（木卫二）与Ganymede（木卫三，下面都会介绍）分别有2:1和4：1的轨道共振，这也部分造成了其0.0041的轨道偏心率，而后者就是木卫一地质活动的主要原因。

木卫一是太阳系中密度最大的卫星，有3.528 ± 0.006 g/cm3的密度，并且比其他伽利略卫星要致密得多。它主要由硅酸盐岩石和铁构成，与太阳系外的其他卫星相比，它在大体积混合物上组成上更接近于类地行星，而上述卫星主要由水冰和硅酸盐组成。

不像它的那些木星卫星兄弟们，木卫一表面没有温水海洋。事实上，根据磁测量和热流观测，人们认为地表以下50km处有大约50km厚的岩浆海,它组成了10%的地幔。据估计，岩浆洋处的温度会达到1473 K(1200 摄氏度/2192 华氏度)。

允许这样的内部热量的主要来源是潮汐扭曲，也是与木卫二和木卫三之间轨道共振产生的结果。这种摩擦和消散是由于变化的潮汐拉力在木卫一内部产生了显著了潮汐加热效应，融化了大量的地幔和核。

这种加热也是形成木卫一的火山活动和观测到其热流的原因，也让它周期性地爆发熔岩到500km（300英里）的太空中。一直以来，木卫一的表面都覆盖着平滑的平原，上面点缀着高山、各种形状大小的坑和火山熔岩流。它五颜六色的外表（橙色、黄色、绿色、白色、灰色等等颜色的组合）也表明其表面的火山活动覆盖了表面的硫和硅酸盐化合物，并导致表面更新。