第 一 題

太陽系中已知地表下存在海洋的天體（海洋世界）主要分布於氣體/冰巨行星的衛星系統中。四個觀測證據最充分的代表性天體如下：

1. 木衛二（Europa，歐羅巴）：受木星強大的潮汐力加熱，其年輕且布滿裂紋的冰殼下方存在一個全球性的液態鹹水海洋，被視為太陽系中最具生命潛力的天體之一。
2. 土衛二（Enceladus，恩克拉多斯）：卡西尼號探測器觀測到其南極區域有富含水冰、有機物與鹽類的羽流（plumes）噴發，直接證實了其冰殼下存在活躍的地下海洋與海底熱液循環系統。

太陽系中「可能」有海洋存在其上的兩個天體如下（任列兩個即可）： (1) 木衛二（Europa）：木星的衛星，表面被冰層覆蓋，受木星強大的潮汐力加熱影響，科學界普遍認為其冰殼下方存在廣闊的液態水海洋。 (2) 土衛二（Enceladus）：土星的衛星，卡西尼號探測器已觀測到其南極地區有富含水蒸氣及有機物的水冰噴流（羽狀物），強烈暗示其冰殼下存在活躍的液態海洋。

【破題】 科學家研究太陽系「海洋世界」的終極主要目的在於尋找地外生命（Extraterrestrial Life）以及評估天體的宜居性（Habitability）。 【論述】

【破題】解答本題的核心概念在於「海洋為液態水」，故其溫度不受距離太陽遠近的表面輻射平衡限制，而取決於液態水的相變溫度。 【論述】 一、陷阱排除：若以太陽輻射照度與距離平方成反比計算，小行星帶外（如木星 5.2 AU、土星 9.5 AU）的天體表面平衡溫度僅約 90 K 至 120 K 左右，在該溫度下水只能以冰殼形態存在。

除了水（H₂O）之外，這些太陽系天體的地下海洋主要還存在氨（Ammonia, NH₃）與各種無機鹽類（Salts，如氯化鈉 NaCl、硫酸鎂 MgSO₄ 等）。 特徵包含：(1) 氨在行星化學中扮演極為關鍵的「抗凍劑」角色，能大幅降低混合液的凝固點，使水在遠離太陽的極低溫環境下仍能維持液態；(2) 鹽類則主要來自於底層岩石地函與液態水之間長期的水化學或水熱作用（Hydrothermal activity）之溶出物；(3) 依據天體不同（如土衛六 Titan），海洋中亦可能混有甲烷（Methane）等碳氫化合物或複雜有機物。 實務應用上，探測這些化學物質的存在與濃度比例，是行星科學家評估該天體是否具備化學梯度與能量來源，進而探討其地外生命孕育潛力（適居性，Habitability）的核心指標。