第242章 冰洋
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十一月末,華楓他們開(kāi)始了解木衛(wèi)二。木衛(wèi)二eu opa (英語(yǔ)發(fā)音a;a;“yoo roh puha;a;“),在1610年被伽利略發(fā)現(xiàn),是木星的第六顆已知衛(wèi)星,是木星的第四大衛(wèi)星,在伽利略發(fā)現(xiàn)的衛(wèi)星中離木星第二近。木衛(wèi)二比地球的衛(wèi)星月球稍微小一點(diǎn),直徑達(dá)到3100公里,是太陽(yáng)系天體系統(tǒng)中的第六大衛(wèi)星和第十五大天體。哈勃望遠(yuǎn)鏡的觀察揭示出木衛(wèi)二有一個(gè)含氧的稀薄大氣(1e11巴)。 太陽(yáng)系中大約165顆衛(wèi)星里只知道有7顆衛(wèi)星(木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四、土衛(wèi)二、土衛(wèi)六和海衛(wèi)一)擁有大氣層。不像地球的大氣中的氧,木衛(wèi)二的氧并不是生物形成的。它最可能是由于太陽(yáng)光中的電荷粒子撞擊木衛(wèi)二的冰質(zhì)表面而產(chǎn)生水蒸氣,然后分成氫氣和氧氣。氫氣脫離,留下了氧氣。 木衛(wèi)二與木衛(wèi)一的組成與類地行星相似主要由硅酸鹽巖石組成。但是與木衛(wèi)一不同,木衛(wèi)二其外層分布著厚度達(dá)100公里的冰層,由于其存在內(nèi)部能量源,冰下深處或擁有液態(tài)水世界,該天體表面非常“光滑”,撞擊坑數(shù)量較少,這說(shuō)明“歐羅巴”星球的地質(zhì)構(gòu)造比較活躍, 從伽利略號(hào)發(fā)回的數(shù)據(jù)表明木衛(wèi)二有內(nèi)部分層結(jié)構(gòu),并可能有一個(gè)小型金屬內(nèi)核。 月11日,美國(guó)nasa宣布,木衛(wèi)二表面發(fā)現(xiàn)黏土質(zhì)礦物或可育成新生命。木衛(wèi)二表面布滿了冰層,冰層溫度在零下26度左右冰層下有海洋,比地球最深的海洋還要深96公里。 2016年9月26日消息,美國(guó)宇航局專家杰夫·尤德稱,木衛(wèi)二的地下海洋被認(rèn)為是太陽(yáng)系中最有希望存有生命的地方。 木衛(wèi)二與木衛(wèi)一的組成與類地行星相似主要由硅酸鹽巖石組成。但是與木衛(wèi)一不同,木衛(wèi)二有一個(gè)薄薄的冰外殼。從伽利略號(hào)發(fā)回的數(shù)據(jù)表明木衛(wèi)二有內(nèi)部分層結(jié)構(gòu),并可能有一個(gè)小型金屬內(nèi)核。但是木衛(wèi)二的表面不像一個(gè)內(nèi)層太陽(yáng)系的東西,它極度的光滑只能看到極少的數(shù)百米高的地形。凸出的記號(hào)看來(lái)只是反照率特性或是一些不大的起伏。 木衛(wèi)二的表面照片與地球海洋上的冰的照片相似。這可能是因?yàn)槟拘l(wèi)二表面的冰以下有一層液態(tài)的水,或許有50千米深,由引潮力帶來(lái)的熱量保持液態(tài)。若假設(shè)成立,這將是除地球之外,太陽(yáng)系中唯一一個(gè)有大量的液態(tài)水存在的地方。 木衛(wèi)二最醒目的外觀是遍布球的一串串十字條紋。較大的一個(gè)向外擴(kuò)散到淡色物質(zhì)地帶,長(zhǎng)近20千米。最近的有關(guān)它們的起源理論是它們由一連串火山噴出物或噴泉產(chǎn)生。 來(lái)自伽利略號(hào)兩次接近木衛(wèi)二發(fā)回的圖片看來(lái)驗(yàn)證了早期的理論木衛(wèi)二上的環(huán)形山很少,只發(fā)現(xiàn)三個(gè)直徑大于5千米的環(huán)形山。這表明它有一個(gè)年輕又活躍的表面。然而,旅行者號(hào)做了一小部分的表面高清晰度地圖,木衛(wèi)二的表面精確年齡是一個(gè)懸而未決問(wèn)題。 [2] 但一些活動(dòng)很顯然正在發(fā)生,有些區(qū)域看來(lái)很像春天到來(lái)時(shí)兩極海洋處冰塊融化的情景。木衛(wèi)二表面和內(nèi)部的確切性質(zhì)還不很清楚,但有一個(gè)表面“海洋”的確切證據(jù)。 木衛(wèi)二是太陽(yáng)系中另一顆與眾不同的衛(wèi)星。木衛(wèi)二是太陽(yáng)系中最明亮的一顆衛(wèi)星,它之所以顯得如此明亮是由于它表面有一層厚厚的冰殼,這層冰殼上布滿了隕石撞擊坑和縱橫交錯(cuò)的條紋。木衛(wèi)二的內(nèi)部很可能是非?;钴S的,在冰殼下面很可能隱藏了一個(gè)太陽(yáng)系中最大的液態(tài)水海洋,這個(gè)海洋中極有可能存在著生命。 1994年,哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的godda d高解釋度光譜儀觀測(cè)到,木衛(wèi)二的表面包裹著一層主要由氧構(gòu)成的極其稀薄的大氣(1地表氣壓約1微帕)?!≡谝阎奶?yáng)系的所有衛(wèi)星當(dāng)中只有七顆具有大氣層(其他六星為木衛(wèi)一、木衛(wèi)四、 土衛(wèi)二、 木衛(wèi)三、 土衛(wèi)六 和 海衛(wèi)一)與地球不同,木衛(wèi)二大氣中的氧是非生物來(lái)源的。很可能是帶電粒子的撞擊和陽(yáng)光中的紫外線線的照射使木衛(wèi)二表面冰層中部分水分子分解成氧和氫,氫因原子量低而逃逸,原子量相對(duì)較高的氧則被保留下來(lái)。 木衛(wèi)二與木星之間的平均距離為 千米,公轉(zhuǎn)一周只須三天半的時(shí)間。它的軌道十分接近正圓,偏心率僅0009?!「渌馁だ孕l(wèi)星一樣,木衛(wèi)二也被潮汐鎖定,因而有一個(gè)半球永遠(yuǎn)朝向木星。由木星和其他衛(wèi)星不同方向的重力牽引所轉(zhuǎn)化成的熱和能量為有可能發(fā)生的,冰層內(nèi)部液化成海洋,以及驅(qū)動(dòng)表層下的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)提供了必要的條件。 木衛(wèi)二的主體構(gòu)成與類地行星相似,即主要由硅酸鹽巖石構(gòu)成。它的表面由水覆蓋,據(jù)推測(cè)厚可達(dá)上百千米(上層為凍結(jié)的冰殼,冰殼下是液態(tài)的海洋),年期間環(huán)繞木星進(jìn)行科學(xué)考查的伽利略號(hào)飛船所采集到的磁場(chǎng)數(shù)據(jù)表明,木衛(wèi)二在木星磁場(chǎng)的影響下自身能夠產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)磁場(chǎng),這一發(fā)現(xiàn)暗示著,其表層內(nèi)部很可能存在與咸水海洋相似的傳導(dǎo)層,木衛(wèi)二可能還有一個(gè)金屬性的鐵核。 木衛(wèi)二的表面大體光滑,很少有超過(guò)幾百米的起伏,不過(guò)在某些地區(qū)也可以觀測(cè)到接近一公里的落差。木衛(wèi)二是太陽(yáng)系中最光滑的天體。它那些顯眼的縱橫交錯(cuò)的紋路,也就是所謂的返照特色,是由低淺的地形所造成。由于撞擊坑非常少,木衛(wèi)二是返照率最高的衛(wèi)星之一。這也暗示了它的表面是相當(dāng)“年輕”和“活躍”的;基于對(duì)木衛(wèi)二可能經(jīng)受的彗星撞擊頻度的估算,它的“表面”年齡大概在2千萬(wàn)到1億八千萬(wàn)年之間。 木衛(wèi)二表面最突出的特征就是那些張牙舞爪地布滿整個(gè)星球的暗色條紋。近距離觀測(cè)表明,條紋兩側(cè)的板塊有相向移動(dòng)的現(xiàn)象。大一點(diǎn)的條紋橫向跨度可達(dá)20公里,可以觀察到這些寬條紋的深色部分和板塊外緣有模糊過(guò)渡。規(guī)則的紋路,以及寬條紋夾有淺色的細(xì)紋,這些形態(tài)很可能是由表層冰殼開(kāi)裂較溫暖的下層物質(zhì)暴露而引起的冰火山噴發(fā)或間歇泉所造成。這與在地球上的海脊有著相似的效果。據(jù)推想,大部分的裂痕是由木星所施加的 強(qiáng)大的潮汐壓力所造成;由于木衛(wèi)二已被潮汐鎖定,它總是保持一個(gè)方向?qū)χ拘?,固定的壓力模式?yīng)該可以形成特定的可預(yù)測(cè)的破例式樣。 然而在木衛(wèi)二表面上只有新近出現(xiàn)的裂痕才符合預(yù)測(cè)的式樣,其他的裂痕可以向各個(gè)方向延伸,年代越久遠(yuǎn)的就越是如此。一個(gè)較合邏輯的解釋是,木衛(wèi)二其表層的自轉(zhuǎn)速度要略快于其內(nèi)部,冰面下的海洋將外殼與更下層的地幔分隔開(kāi),冰殼在木星的重力牽扯下被撕裂。對(duì)比旅行者號(hào)和伽利略號(hào)拍攝的照片可測(cè)算出,大約每10,000年木衛(wèi)二的外殼會(huì)比其內(nèi)部多自轉(zhuǎn)一周。 木衛(wèi)二另一個(gè)顯著的特征就是遍布四野的或大或小或圓或橢的暗斑,拉丁文作le ticue,義為“雀斑”。這些暗斑有的突起如穹有的凹陷如坑有的平坦如鏡,也有的紋理紛糅粗糙。突起的小丘多頂部平整,顯見(jiàn)著原本是與周遭的平原一體,受推擠上抬而形成。據(jù)推想,暗斑的形成是下層溫度較高的“暖冰”在透刺(diapi )作用下向上涌升而穿透表層的“寒冰”所致,其運(yùn)動(dòng)機(jī)理與(地球)地殼內(nèi)部的熔巖窨(aga chabe )相似。 光滑的暗斑是“暖冰”沖破表殼時(shí)有融水滲出所造成,那些粗糙雜錯(cuò)的斑痕(又被稱作“混沌”(chaos)區(qū)域,如康納馬拉混沌)是由大量細(xì)小的表殼碎片鑲嵌在暗色的圓丘中所構(gòu)成,就像是極地海洋中漂浮的冰山(地球)。 木衛(wèi)二的表面溫度在赤道地區(qū)平均為 c),兩極更低,只有 c),所以表面的水是永久凍結(jié)的。但是潮汐力所提供的熱能可能會(huì)使表面冰層以下的水保持液態(tài)。這個(gè)猜想最初由針對(duì)潮汐熱的一系列推測(cè)所引發(fā)(略為偏心的軌道和木衛(wèi)二與其他伽利略衛(wèi)星之間的軌道共振所產(chǎn)生的后果)。 據(jù)推測(cè)木衛(wèi)二的地形特征意味著冰下海洋的存在。有學(xué)者將木衛(wèi)二表面極富特色的混亂地帶解釋為下層海水滲出地表而造成。但是這一解釋爭(zhēng)議極大,多數(shù)對(duì)木衛(wèi)二進(jìn)行研究的地質(zhì)學(xué)家更傾向于支持一個(gè)被稱作“厚冰”模型的理論,他們認(rèn)為即便存在這樣的海洋,也幾乎不可能對(duì)表面造成直接的影響。對(duì)冰殼厚度的估算也存在相當(dāng)大的分歧,有認(rèn)為是幾千米的,也有認(rèn)為是數(shù)十千米的。 如果身處木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二,可以看到高達(dá)200千米的壯觀噴泉。這可能是木衛(wèi)二冰凍表面下隱藏著一個(gè)巨大海洋的最好證據(jù)。美國(guó)和德國(guó)研究人員月12日在《科學(xué)》雜志上報(bào)告說(shuō),他們利用哈勃太空望遠(yuǎn)鏡于月和12月以及1999年所拍攝的圖像,確定在木衛(wèi)二南半球的兩個(gè)不同區(qū)域有著過(guò)多的氫和氧,而解釋只有一個(gè),那就是這些氫和氧是從木衛(wèi)二噴射出來(lái)的水被電解而來(lái)。 木衛(wèi)二上的噴泉間歇性地噴發(fā),每次噴發(fā)時(shí)間約7小時(shí)。由于這種現(xiàn)象在木衛(wèi)二距離木星最遠(yuǎn)處出現(xiàn),在最接近木星時(shí)消失,研究人員推測(cè),木星對(duì)木衛(wèi)二的潮汐引力發(fā)揮了重要作用,它可能導(dǎo)致木衛(wèi)二表面冰層在最遠(yuǎn)點(diǎn)時(shí)出現(xiàn)裂縫,而噴泉就從這些裂縫中噴射而出,當(dāng)?shù)竭_(dá)木星近點(diǎn),這些裂縫則逐漸閉合。 噴泉的出現(xiàn)說(shuō)明木衛(wèi)二冰凍表層的部分區(qū)域可能很容易被內(nèi)部的海洋“突破”,而這對(duì)將來(lái)探索木衛(wèi)二是否宜居具有重要意義。因?yàn)檫@種間歇性的噴泉會(huì)將木衛(wèi)二表面和深層的物質(zhì)噴向高空,將來(lái)研究木衛(wèi)二成分就無(wú)需在冰層上鉆孔。 推薦都市大神老施新書(shū): 。