冰衛星冰殼變薄會怎樣？最新天文研究發現或致地下海洋沸騰
中新網北京11月25日電 (記者 孫自法)施普林格?自然旗下專業學術期刊《自然-天文學》最新發表一篇建模研究指出，太陽系外層小型冰衛星的冰殼變薄可能會導致其地下海洋沸騰。
研究人員認為，這一過程或有助于解釋土星的土衛一和土衛二、天王星的天衛五等衛星的表面特征和地質活動，可能影響未來對海洋星球的探索策略。
本次研究的冰衛星表面形態(a.土衛一；b.天衛五；c.土衛二；d.天衛三；e.土衛八)，其中，土衛二南極虎紋裂隙正發生活躍噴發；土衛八存在成因未明的山脊；土衛一可能存在地下海洋，天衛五則呈現復雜多邊形構造特征(圖片來自論文)。施普林格?自然 供圖該論文介紹，太陽系有許多行星的衛星在厚厚的冰殼下蘊藏著海洋，軌道動力學導致的冰殼厚度變化會改變海洋壓力，在冰層內產生應力。此前研究已表明冰殼變厚與表面結構有關，例如土衛二上噴發水和冰的“虎紋”，但對冰殼變薄的影響所知不多。近期證據表明，有些衛星(包括土衛一和天衛五)發生過冰殼變薄，這引發了對其表面地質與內部動力學有何影響的問題。
在本項研究中，論文第一作者和通訊作者、美國加利福尼亞大學戴維斯分校Maxwell L. Rudolph和合作者一起，建模了太陽系外層所有中型冰質海洋衛星在冰殼變薄期間的海洋壓力和冰殼應力演化。他們發現，在較小天體中，如土衛一(半徑198公里)和土衛二(半徑252公里)，海洋壓力會降低至水的三相點，即固態、液態和氣態水可同時存在的臨界點，這導致沸騰與蒸發，繼而使冰殼擠壓破壞。
進一步開展數值模擬表明，5公里-15公里的輕度變薄就可導致沸騰條件。相反，較大的衛星(半徑大于300公里)如天衛三和土衛八，則是先發生擠壓破壞，由此產生的斷層可能解釋了其表面觀察到的褶皺和赤道構造特征。
論文作者總結說，本項研究結果表明，沸騰驅動過程可能會促進小型衛星的表面重塑和火山活動，而大型衛星主要受到擠壓構造影響。他們提出，這些發現或有助于為未來探索土衛二或天王星衛星提供信息，美國國家航空航天局(NASA)已將此列為優先探索任務。(完)
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