本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
兩項新的研究揭示了更多關於土星非凡的冰衛星土衛二上正在發生的事情。
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土衛二直徑約 500 公里,是一顆微小的天然衛星。但在科學發現方面,它卻遠超其尺寸所限。
自 2005 年美國宇航局的卡西尼號任務近距離觀察這顆冰封衛星以來,我們就知道它會將內部物質噴射到太空——幫助形成了土星巨大的 E 環。這種活躍的低溫火山活動似乎指向土衛二南極區域的地下“袖珍海洋”(我們可能會不太客氣地稱之為湖泊)。隨著時間的推移,越來越多的證據表明,這個內部水體曾經——或許現在仍然——與富含礦物質的岩石核心直接接觸。
卡西尼號的觀測表明,土衛二類似間歇泉的噴射物中不僅僅含有水。E 環物質中似乎存在鈉鹽,而對間歇泉本身的飛掠測量則暗示存在簡單的碳化合物。
現在,Glein、Baross 和 Waite 在《地球化學與宇宙化學學報》上發表的一項新研究,將詳細的化學模型應用於卡西尼資料的約束條件,以探究內部水體必須是什麼樣的。結果表明,它必須含有大量的普通氯化鈉(食鹽)和大量的碳酸鈉——類似於地球上一些化學極端環境,如加利福尼亞州的莫諾湖。
這個“蘇打海洋”也應該是強鹼性的——pH 值在 11 到 12 之間。它是如何變成這樣的呢?如果地球海洋是一個很好的代表,那麼這些條件表明存在一種稱為蛇紋石化的過程,其中富含鐵和鎂的原始地幔物質與水發生反應。科學家們還指出了蛇紋石化作用一個非常理想的副作用——產生分子氫,分子氫可以作為地球深海微生物群類似物生活在深淵領域的強大能源。
問題是我們尚不清楚這種化學活動是否正在進行,或者土衛二可能存在的蘇打海洋是否僅僅是過去時代的遺蹟。
但是,在地表之上仍然有很多活動。 Spitale 等人在《自然》雜誌上發表的一項新研究,以巧妙而逆向的角度審視了著名的間歇泉,並認為在許多情況下,這些更可能是沿著月球南端的巨大虎紋裂縫噴發的片狀或幕簾狀物質,而不是物質的“噴流”。
簡而言之,幕簾狀噴發可能會對觀察者產生光學錯覺——在本例中是卡西尼號影像。視角和表面裂縫的彎曲幾何形狀可能會共同增強沿垂直方向物質的亮度,從而產生明亮噴流的錯覺——就像波浪狀的窗簾可能看起來有垂直條紋一樣。
如果正確的話,這意味著我們可以更好地掌握產生這些爆發的物理條件。片狀或幕簾狀的性質與地表下水蒸氣的形成方式有關,例如在內部海洋上方的較小或較大的洞穴狀空腔中。
這兩項研究都有助於增進我們對小小的土衛二的理解,並進一步鞏固其作為太陽系探索和在其他地方尋找生命的最有趣和最重要的目標之一的地位。



