木卫二内部温度可能足以为海底火山提供燃料


科学家的发现表明,木星的卫星木卫二的内部可能由一个铁核组成,被岩石地幔包围,与冰壳下的海洋直接接触。新的研究模型揭示了内部热量如何为海底火山提供燃料。来源:美国国家航空航天局/姓名/迈克尔·卡罗尔

新的研究和计算机模型显示,火山活动可能发生在木星的卫星木卫二的海底,在最近的过去,并可能仍在发生。

NASA即将推出的欧洲推出,将俯瞰冰冷的月亮,将俯卧撑靠近冰冷的月亮,并收集可能在最近的发现中阐明的测量。

科学家们有强有力的证据证明木卫二的冰层和岩石内部之间存在着一个巨大的海洋。这项新研究表明,月球可能有足够的内部热量部分融化这一岩石层,这一过程可以为海底的火山提供食物。最近对这种内部热量是如何产生和传递的3D模型是迄今为止对这种内部热量对月球的影响最详细、最彻底的研究。

欧罗巴的岩石地幔的钥匙足以融化的熔化伴随着巨大的引力拉木星在其卫星上。随着Europa围绕气体巨头,冰冷的月亮的内部弯曲。将屈曲力能量进入月球内部,然后将其渗出为热量(想想如何反复弯曲纸夹产生热量)。月球内部弯曲越多,产生的热量越多。

这项研究最近发表在《地球物理研究快报他详细地模拟了木卫二的岩石部分在木星引力的作用下是如何弯曲和发热的。它显示了热量在哪里散失以及如何融化岩石地幔,从而增加了海底火山爆发的可能性。

几十年来,欧罗巴上的火山活动一直是猜测的主题。相比之下,木星的月亮IO显然是火山。数百火山爆发了熔岩喷泉,将火山的气体和灰尘喷射到250英里(400公里)的高活动,这是由于木星拉动引起的同类内部加热。但Europa比IO更远,所以科学家们想知道效果是否在冰冷的表面下相似。

由捷克共和国查尔斯大学的Marie Běhounková领导,作者进一步预测火山活动最有可能发生在木罗巴的两极附近——这一纬度产生最多的热量。他们还研究了火山活动是如何随着时间演变的。寿命长的能源为潜在生命的发展提供了更多的机会。

海底火山如果存在的话,可能会为热液系统提供动力,就像那些为地球海洋底部的生命提供燃料的系统一样。在地球上,当海水与热岩浆接触时,相互作用产生了化学能。正是这些水热系统中的化学能,而不是来自阳光,帮助我们的海洋深处的生命生存。木卫二海底的火山活动可能是支持该卫星海洋潜在宜居环境的一种方式。

“我们的调查结果提供了额外的证据,即Europa的地下海洋可能是一种适合生活的环境,”BěHounková说。“Europa是罕见的行星机构之一,可能会在数十亿年度维持火山运动之一,并且可能唯一一个超出水库的地球上的一个,也是大量的水库和长期的能源来源。”

直接观察

当木卫二快艇在2030年达到预定目标时,美国宇航局的科学家们将有机会对新的预测进行测试。该航天器将围绕木星运行,并对木卫二进行数十次近距离飞行,以绘制月球地图并调查其组成。在它收集的科学数据中,飞船将对月球表面进行详细调查,并对月球稀薄的大气层进行取样。

表面和大气观测将使科学家有机会更多地了解月球内部的海洋,如果水通过冰壳渗出。科学家们认为海洋和地壳之间的物质交换会在表面留下海水的痕迹。他们还认为,这种交换可能会释放出气体,甚至可能是水蒸汽柱,喷射出的粒子可能包含来自海底的物质。

随着欧罗巴剪裁者测量月亮的重力和磁场,这些区域的异常,特别是对杆子,可以帮助确认新研究预测的火山活动。

“木卫二的海底可能会有炎热、多岩石的内部和火山,这增加了木卫二海洋适宜居住的可能性,”美国宇航局位于南加州喷气推进实验室的木卫二Clipper项目科学家罗伯特·帕帕拉多说。“我们也许可以用木卫二快艇计划中的重力和成分测量来测试这一点,这是一个令人兴奋的前景。”

更多关于使命

欧罗巴剪裁者的任务有助于为天体学家领域有助于跨学科研究遥远世界的变量和条件,这些研究可以像我们所知道的那样包围生活的遥远世界。虽然Europa Clipper不是寿命检测任务,它将进行详细的欧罗巴侦察,并调查冰冷的月亮是否与其地下海洋有能力支持生活。了解Europa的居住能力将帮助科学家更好地了解地球上的生活如何以及寻找超越我们星球的潜力。

JPL由加州帕萨迪纳的Caltech管理,在华盛顿代理商的科学使命董事会中,在加利福尼亚州帕萨迪纳队的开发与Johns Hopkins合作,与Johns Hopkins在华盛顿的科学使命董事会中发展。NASA在阿拉巴马州亨茨维尔的马歇尔太空飞行中心的行星特派团计划办公室执行欧罗巴特派团的计划管理。

有关Europa和Europa Clipper的更多信息,请访问于此:https://europa.nasa.gov

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