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这项研究是由卡内基研究所、月球和行星研究协会和加州大学圣克鲁兹分校的科学家联合负责的，该研究报告发表在《自然》杂志上。
卡内基研究所地磁部的伊萨姆氰禚苏亚马是该联合研究小组成员之一，他使用“航行者”号、“伽利略”号和“新地平线”号宇宙飞船拍摄的图片绘制了木卫二表面上直径超过500公里的大型弧状盆地。据悉，木卫二的半径为1500公里，略微地比月球要小一些。
通过对比木卫二极地旋转轴偏移施压形成的盆地断裂地形特征，研究人员测量极地旋转轴偏移了80多度，之前旋转轴位于当前赤道旁10度左右位置。
木卫二极地旋转轴猛烈的偏移很可能是由于极地表面以下存在着厚厚的冰层。马特苏亚马说，“旋转体需要在最大程度的旋转轴变化基础上寻求稳定平衡。对于木卫二而言，其外壳的厚度不一致将导致很大程度上的不平衡，因此木卫二在运行中必须改变旋转轴寻求新的稳定状态。”
像这样的变化被称为“真实极地偏移”，并不像由于板地筑造学上的视觉漂移。在地球、火星和土星的土卫二上也存在着真实极地偏移。马特苏亚马称，我们的研究也将木卫二列入其中，这说明我们需要对这颗行星进行更多的重新定位研究。
同时这项研究暗示着木卫二内部有液态水存在，科学家基于宇宙飞船拍摄的照片曾猜测这颗行星有广阔的地下海洋，这些照片揭示木卫二表面以下有断裂的冰表面。木卫二重力作用形成的潮汐力可将地下冰壳海洋加热成为热态水，即使地下海洋切断了太阳能来源，但是热量和液态水也有可以孕育生命。
2009年11月，美国亚利桑那大学科学家理查德-格林博格等人经研究发现，木卫二可能存在类似于鱼类的生命。如今许多科学家都相信，木卫二表面没有陆地，而在厚厚的冰层之下存在着一个覆盖全球的海洋，海洋深度大约为160公里。
格林博格的最新研究表明，木卫二的海洋正在吸收大量的氧气，它所吸收的氧气量比此前的模拟预测结果还要多得多。科学家认为，这些氧气足够支持多种生命形态的存在，从理论上讲，木卫二海洋中至少应该存在300万吨类鱼生物。格林博格解释说，“尽管目前还不能说那里肯定存在生命，但我们至少知道那里的物理环境支持生命的存在。”
美国伍兹海尔深海生态学家蒂莫西-尚克认为，木卫二的海底环境与地球海洋底部的“热液出口”具有极大的相似性。众所周知，地球海底热液出口处存在着许多生命形态。因此尚克坚持认为，“如果木卫二上没有生命，那才是奇怪的事。”
有关木卫二的大多数知识都获取自旅行者和伽利略两次任务中的飞掠观测（flyby）。
雄心勃勃的木星轨道器计划已于2005年取消，但是还有各种各样针对木卫二的未来探索任务的议案被不断的的提出 。
2006年NASA（美国航空暨太空总署）的预算中编列了应美国国会的口头提请为未来的环航木卫二计划而建立基金。在设想中，该计划的任务包括：通过重力和高度的测量手段确认木卫二的表面冰壳下是否存在海洋；大范围地对地表进行高解析拍摄，通过光谱分析以确认其表面物质的化学成分；以及利用穿冰雷达对冰层进行穿透探测等。该计划甚至考虑让飞船携带一个小型的着陆装置，利用此装置直接分析木卫二表面的化学成分，同时采集地震波数据以确定冰层的厚度和活跃程度。然而不可确知该计划是否有切实启动的可能，NASA2007年度的预算编列中就没有这项资金。
另一个可行的计划是使用与深度撞击（DI）计划相似的撞击器。用撞击器猛烈撞击木卫二表面以激起碎屑烟雾，让一艘小型飞船穿过烟雾收集碎屑。因无须从木星或木卫二的环航轨道上发射着陆器——当然也省略了从卫星上重新起飞的步骤——燃料的消耗将大大缩减，故而该设想被看成是最经济的方案之一。
还有一些更大胆的设想，比如发射一个着陆器寻找冻结在冰壳浅层的可能的生命迹象，或者直接深入内部对冰下海洋进行探查。提案之是派遣一个被称作“融探”（Melt P
obe）的巨型核动力探测器（穿冰机器人——c
yobot），用它融冰打孔，一直钻入到冰下海洋，接触到水后再释放一个自主运行的水下行走器（涵泳机器人——c
yobot）。这个装置可以将收集到信息传送回地球。穿冰和涵泳机器人都要经过严格的消毒，以避免将可能从地球携带的有机质误认作当地的生物，并杜绝对冰下海洋的污染。这一议案尚未进入严肃筹划的阶段。
C
yobot在南极洲经过了测试。随着钻头通过产生的热量融化冰层，探测器会“越陷越深”。融化冰层从理论上讲是个不错的概念，但如果探测器碰到冰层深处的东西，比如大块石头，它将陷入其中不可自拔。如果不能融化冰层，那么探测任务将就此走向终结。香港理工大学和匈牙利格拉兹威尔特劳姆福斯特研究所设计出将钻探技术和融化方法完美融为一体的创新方法。他们提出的“热钻”（the
mal d
ill）系统原型机在实验中表现不俗，实验结果刊登在2008年7月出版的《行星和空间科学》杂志上 。
2016年9月27日，NASA宣布了一个重大发现，科学家们观测到木星的第四大卫星“木卫二欧罗巴”有水汽喷发，而有水就有可能有生命存在。
哈勃望远镜观测到欧罗巴表面的水蒸气柱沿7点钟方向向外喷出。这是木卫二冰层下有液态海洋的强有力证据，能为孕育生命创造有利条件。
研究者们计算了欧罗巴的海洋中，当海水与岩石相互作用时可能产生的氢气的含量，这个过程被称为蛇纹石化作用。在此过程中，水渗透入矿物颗粒之间的空隙并与岩石发生反应，形成新的矿物质并释放氢气。
研究者们认为：随着时间的推移，欧罗巴海底会有一些裂缝，因为从这颗星球形成数十亿年以来，它的岩石内部依旧保持着低温。新的裂缝将新鲜的岩石暴露给海水，然后更多的产生氢气的化学反应就此发生。
2009年年底，美国亚利桑那大学科学家理查德.格林伯格发表论文指出，木卫二的海洋中至少应该存活着300万吨似鱼复杂生物。这将13年前科学家们提出的木卫二生命假说又向前推进了一步。木卫二是1610年由伽利略发现的，航天器对木卫二的探测表明，它的外壳冰层下可能有海洋，有了海洋就意味着其中可能有生命存在。科学家们一直在设法揭开其生命之谜，
人类能否在木卫二“欧罗巴”星球上生活？来自美国宇航局的专家认为这颗木星具有较大的“宜居”潜力，未来可能适合人类居住。
下一步，科学家将发射探测器对木卫二的冰下海洋进行调查，确定其厚度和分布情况，有研究认为木卫二的海洋可能与地球相似，也具有一定的盐度。美国宇航局喷气推进实验室博士罗伯特·帕帕拉多认为派遣探测器降落木卫二表面是一个非常有远见的行星科学目标，同时也是一个困难的技术挑战。
一篇来自《天体生物学》期刊的文章详细描述了未来木卫二探索任务的三个主要目标：第一，至少要在两个不同深度上监测木卫二海水盐度、有机物质以及其他污染物等；第二，调查木卫二冰壳、海洋物理环境以及表层物质磁学特性；第三，科学家希望探测器能传回木卫二表面地表特征的照片。
木卫二被称为“欧罗巴”星球，其表面有着各种各样奇怪的地形，酷似仙境，根据伽利略探测器的观测数据，科学家依然不了解该天体表面上错综复杂并交织在一起的“神秘细线”，派遣探测器登陆木卫二可以解决许多关键问题。
2013年3月，科学家认为有充分的证据显示木卫二的冰冻表面下拥有巨大的咸水海洋，冰下海洋与表面还存在化学物质的交换，使得海洋中的化学物质更加丰富。加州理工学院天文学家麦克·布朗教授认为能量可以从这些化学循环通道中进入木卫二的冰下海洋中，这对生命而言是非常重要的。
航天器对木卫二的探测表明，其上可能有海洋。正因如此，在对木星卫星的探测中，科学家们最重视的就是木卫二。
早在1979年，旅行者1号和2号探测木星时就发现，木卫二像个冰与奶油巧克力混合的大球体，表面上分布着弯曲条纹。科学家们分析研究木卫二的照片和探测资料后提出，该卫星表面覆盖着5000米厚的冰层，冰层下面可能有一个深达50千米的海洋。
从1996年伽利略号在距离木卫二16万千米处拍摄的照片上看，这颗星球呈现出冰壳状，表面裂缝交错，像地球两极的浮冰，说明冰层曾受到巨力的作用。科学家们研究后认为，这种力是由木卫二和木星及其他三颗伽利略卫星之间的引力形成的潮汐力，其作用不仅形成木卫二的表面特征，还使其内部的水以液态存在。
1996年末，伽利略号从距离木卫二688千米处经过时拍摄的照片显示，木卫二表面有水流存在。科学家们说，这种现象表明木卫二内核很热，大量热能从火山口或热泉眼喷发出来，导致表面部分冰层融化。
1997年1月，伽利略号用磁强计对木卫二的磁场进行的探测显示，木卫二只能有一个内磁场才能解释获得的结果。这个内在导电层的导电率必须和含盐海水一样强。由此科学家们再次得出木卫二上可能有海洋的推论。同时，发回的新照片表明，木卫二表面裂缝位置发生了变化，说明很可能是表层下的海洋流动造成的。
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