新研究称木卫二地表喷泉或为陨坑撞击副产物 而非来自底层深海

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新研究称木卫二地表喷泉或为陨坑撞击副产物 而非来自底层深海

在木星的多个卫星中,木卫二(Europa)是一个相当独特的存在。尽管其表层被冰冷的海洋外壳包裹着,但却有着喷向太空的水蒸气。在近日发表在《地球物理研究快报》上的一项新研究中,科学家们对这些羽流的产生机制展开了模拟研究,结果有了让人感到相当惊讶的新发现。

木卫二想象图(来自:Standford University / Justice Blaine Wainwright)

据悉,木卫二拥有丰富的水和能源,长期以来一直被认为是在太阳系内第二有希望发现外星生命的地方。

问题在于,任何生命的迹象,都被埋藏在了固体冰厚度 10~15 英里(约 16~24 公里)的地下海洋之中。

转机发生在 2012 年,那时哈勃幸运地捕捉到了从木卫二南极喷涌而出的水蒸气羽流。然后在 2016 / 2018 年的后续研究中,科学家们又收集了进一步的证据。

目前学界的普遍共识是,羽流从木卫二的海底涌出,其中可能携带了矿物质和其它重要的生命线索,然后散布到了太空和整个木卫二的冰冷表面。

然而美国宇航局、亚利桑那州立 / 德克萨斯州立 / 斯坦福大学的研究人员们,却在新研究中给出了不同的答案。其认为,其中一些羽流,或来自于较浅的湖泊。

研究团队从伽利略号探测器在 1990 年代末 ~ 2000 年代初观测到的木卫二图像开始着手,然后尝试通过建模来解释造成羽流的潜在原因。

其中一个目标点位,是宽度达到 18 英里(29 公里)的 Manannán 陨坑。其具有蜘蛛状的特征,暗示其历史上可能是冒出羽流的地方。

(图自:NASA)

计算机模拟表明,形成陨坑的撞击事件,可能会将该路径上的大量冰块给融化。而在 Manannán 中心冷却下来之前,它会保持一段时间的相对温暖,卤水也会零散地留在它的表面。

此外研究团队补充道,这些小湖泊可从较冷的地方向较温暖的地方横穿冰层,最终这股水可汇聚到陨坑的中心位置。

研究一作 Gregor Steinbrügge 表示:“我们提出了一种地下水可横向移动的重要观点,其并非受到重力的影响而向下移动,而是在温度梯度的影响下从较冷处向较暖处移动”。

随着时间的流逝,湖泊中央也开始结冰,对剩余的水造成了较大的压力,直到其冲破束缚,最终形成了高度超过 1 英里的羽流。

最后,尽管“卤水袋”迁移理论无法让我们瞬间加深对木卫二海洋的理解,但研究合著者 Joana Voigt 指出 —— 这项发现表明,木卫二冰壳本身也是相当活跃的。

同时研究人员还可估算出海洋和冰层的咸度,计算称木卫二海洋可能只有地球上 1/5 的盐分。有关这项研究的详情,还请翻阅近日发表的《地球物理研究快报》。

原标题为《Brine Migration and Impact‐Induced Cryovolcanism on Europa》。

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