最新推测:木卫二欧罗巴的地下海洋尝起来可能也是咸的!

Connor Feng

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美国宇航局的伽利略号宇宙飞船在1997年拍摄到了这张木星卫星欧罗巴的彩色合成照片。左边是自然色;右边的增色版是为了突出颜色的差异而设计的。在这两幅图中,中间偏左的黄色区域是“混沌区域”Tara Regio,哈勃太空望远镜最近在这里发现了表面有氯化钠存在的证据。(图片:©NASA/JPL/亚利桑那大学)

一项新的研究表明,在木星卫星欧罗巴冰层下晃动的巨大海洋可能与地球上的海洋惊人地相似。

科学家们普遍认为木卫二的地下海洋含有大量硫酸盐,那里的水大约是地球上所有海洋总和的两倍。但研究报告称,哈勃太空望远镜已经探测到木卫二寒冷表面可能存在氯化钠(NaCl)。

研究小组成员说,木卫二的这种氯化钠和普通食盐的成分一样,而它很可能来自于木卫二的地下海洋。这很令人兴奋,因为地球海洋的咸味也是主要来自于氯化钠。

“我们确实需要重新认识木卫二的表面组成成分,以及它内部的行星化学,”研究报告的第一作者、帕萨迪纳市加州理工学院的萨曼莎·特朗博(Samantha Trumbo)说。

她补充说:“如果这种氯化钠真的能反映内部成分的话,那么(木卫二的海洋)可能比我们过去认为的要更像地球海洋。”

NASA的伽利略号宇宙飞船在1995年至2003年间环绕木星运行的时候,在木卫二表面发现了一些奇怪的黄色斑块。随后,在模拟木卫二表面条件下进行的实验室实验表明,受辐射影响的氯化钠可能是造成这些“颜色中心”的原因。(木卫二位于木星强大的辐射带内,因此木卫二表面会受到辐射轰击。)

因此,特朗博和她的同事们开始在木卫二上寻找氯化钠的迹象。从2017年5月到2017年8月,他们使用哈勃太空望远镜成像光谱仪(STIS)进行了四次观测。

STIS在450纳米处发现了一条吸收线,这是受过辐照的氯化钠的特征。但是这个特征并没有遍布整个欧罗巴,相反,研究小组只在欧罗巴的近侧发现了它,这一侧一直对着木星。(就像地球的卫星一样,木卫二被潮汐锁定在它的母星上,它总是以同一面面向木星。)

此外,氯化钠还集中在“混沌区”——欧罗巴表面的这个区域非常复杂和破碎,地质上来说比较年轻,那里的物质很可能是从下面的海洋涌上来的。

木卫二的远侧经常会被木卫一喷出的硫化物击中,但是木卫二近侧的半球则得以幸免。因此,年轻的、相对纯净的近侧混沌地区的组成“可能最好地代表了木卫二的内源物质,”特朗博和她的同事在研究中写道。该研究发表在6月12日的《科学进展》杂志网络版上。

不过,特朗博强调,目前还不清楚情况是否确实如此。

她说:“我们相信氯化钠来自木卫二内部。但‘内部含有大量的氯化物’这个推断就不那么肯定了。”

例如,木卫二海洋中依然有可能含有大量硫酸镁(通常称为泻盐)等硫酸盐,而氯化钠的占比则相对较小。事实上,地球上的实验表明,像木卫二这样的海洋可能一开始就是以硫酸盐为主的;如果你把陨石浸泡在水中,硫酸盐就会渗出来。

但如果某些地质过程占上风的话,随着时间的推移,海洋中的氯化钠可能会逐渐增多,例如,广泛的海底热液系统就可以做到这一点,它们在地球海洋中分布很广,而木卫二是另一颗拥有地下海洋和喷泉的冰冻卫星,所以木卫二上很可能也有这样的系统。

可行性研究报告

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