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美国宇航局模拟显示欧罗巴的“化石海洋”逐渐

[日期:2018-07-17] [来源:] [责任编辑:]
在20世纪70年代,木星系统是由一系列机器人任务探索的,从先行者10和11任务在1972 73和旅行者1和2任务在1979。

根据木星卫星欧罗巴的新证据,天文学家推测氯化物盐从冰冷的月球的全球液态海洋中泡出来,到达冰冻的表面,在那里它们被木星的最内层大IO火山上的硫磺轰击。新的发现提出了关于美国航空航天局的旅行者和伽利略号任务以来争论的问题的答案。欧罗巴(前景),Jupiter(右)和艾奥(中间)的插图是艺术家的概念图。
 
  在20世纪70年代,木星系统是由一系列机器人任务探索的,从先行者10和11任务在1972/73和旅行者1和2任务在1979。除了其他科学目标之外,这些任务还捕捉到了欧罗巴冰冷的表面特征的图像,这就使得月球有了一个内部的海洋,这个海洋可能有生命。
 
  从那时起,天文学家们还发现了这一内部海洋和地表之间有规律的交流的迹象,其中包括哈勃太空望远镜捕捉到的羽流活动的证据。最近,美国宇航局的一组科学家研究了欧罗巴表面上的奇怪特征,创造了模型,显示了海洋内部随时间如何交换表面的物质。

  这项研究最近在美国宇航局喷气推进实验室的两位研究人员Samuel M. Howell和Robert T. Pappalardo的研究中发表在《地球物理研究快报》标题为“欧罗巴和GANMEMEDE”上的“带形成和海洋表面相互作用”上。在他们的研究中,研究小组检查了盖尼米得和欧罗巴,看看月球表面特征是如何随时间变化的。

来自美国宇航局伽利略太空船的照片展示了欧罗巴冰冷表面的复杂细节。图片:美国宇航局/喷气推进实验室加州理工学院
 
  利用科学家们用来解决地球地壳运动奥秘的相同的二维数值模型,研究小组专注于欧罗巴和木卫三的线性特征,称为“带”和“槽道”。这些特征长期以来一直被认为是构造上的,其中海水的新沉积物已经上升到表面,并在先前沉积的层上冻结。

  然而,这种带形成过程与海洋和地表之间的联系至今仍然难以捉摸。为了解决这个问题,研究小组用他们的二维数值模型来模拟冰层的断裂和对流,他们的模拟也产生了一个美丽的动画,它跟踪了“化石”海洋物质的运动,这些物质从深处升起,冻结成冰冷的表面的底部,并变形。随着时间的推移。
 
  而顶部的白色层是欧罗巴的表层地壳,中间的色带(橙色和黄色)代表冰层的更强大的部分。随着时间的推移,与木星的引力相互作用导致冰层变形,将顶部冰层拉开,并在上部冰上产生断层。在底部是较软的冰(茶色和蓝色),当上层拉开时,它开始搅动。
 
  这导致来自欧罗巴内部海洋的水,它与冰层较软的较低层(以白点表示)接触,与冰混合并缓慢地输送到地表。正如他们在论文中所解释的,这个“化石”海洋物质被困在欧罗巴冰壳中并缓慢上升到地表的过程可能需要几十万年或更长时间。

艺术家的欧罗巴快艇任务的概念
 
当他们在研究中陈述:
 
  “我们发现不同的带型在伸展地形中形成,与岩石圈强度相关,受岩石圈厚度和内聚力支配。此外,我们发现在弱岩石圈中形成的光滑带促进了表层海洋物质的暴露。
 
  在这方面,一旦化石材料到达地表,它就充当了一种地质记录,展示了海洋是几百万年前的,而不是现在的样子。这对于未来的欧罗巴任务,如NASA的欧罗巴快艇任务来说,无疑是非常重要的。这艘预计将在20世纪20年代发射的航天器将是第一个专门研究欧罗巴的航天器。
 
  除了研究欧罗巴表面的组成(这将告诉我们更多关于海洋的组成),飞船还将研究表面特征以显示当前的地质活动。最重要的是,该任务旨在寻找表面冰中的关键化合物,这表明生命可能存在于内部(即生物特征)。

艺术家对一个假想的海洋冷冻机器人(一个能穿透水冰的机器人)在Europa的印象。信用:美国航空航天局
 
  如果这项最新研究表明的是真的,那么欧罗巴剪刀的冰和化合物将是从几十万甚至几百万年前的“化石”。简而言之,航天器探测到的任何生物标志物——即潜在生命的迹象——将基本上是过时的。然而,这不必阻止我们向欧罗巴派出任务,因为即使是过去生活的证据也将是开创性的,这是一个很好的迹象,表明今天仍然存在着生命。
 
  如果有的话,它是一个可以探测欧罗巴羽流的着陆器,或者甚至是欧罗巴潜艇(冷冻机器人),更是必要的!如果欧罗巴冰冷的表面下有生命,我们决心找到它——只要我们在过程中不污染它!



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