Na verdade sim. Uma vez que ext2 e ext3 são bastante similares, com a maior diferença sendo que ext3 suporta journalling, você deve ser capaz de:
tune2fs -j ./system.img
O que permite o journalling. O processo de conversão está detalhado aqui com as habituais declarações de isenção sobre informações importantes, mexendo com sistemas de arquivos etc.
Você também pode voltar ao ext2, se necessário, removendo o diário. Observe também que você precisará alterar as opções de montagem automática para ext3
para ativar o uso do diário.