埋藏在20公里冰层之下的土星卫星土卫二的地下海洋具有类似于地球的洋流活动
据cnBeta:外媒报道,埋藏在20公里冰层之下的土星卫星之一土卫二的地下海洋,似乎具有类似于地球的洋流活动。这一理论是从土卫二冰壳的形状得出的,它挑战了目前认为土卫二全球海洋是同质的想法。
土卫二是一个直径约500公里的小冰球(约为地球卫星直径的1/7),是土星的第六大卫星。尽管它的体积很小,但土卫二在2014年吸引了科学家的注意,当时卡西尼号航天器飞越发现了它的大型地下海洋的证据,并从南极的冰层裂缝中的喷泉状喷发中取样取水。它是太阳系中为数不多的有液态水的地点之一(另一个是木星的卫星欧罗巴),使它成为天体生物学家寻找生命迹象的目标。
土卫二上的海洋与地球的海洋几乎完全不同。地球的海洋相对较浅(平均3.6公里深),覆盖了地球表面的四分之三,顶部受太阳光照射较暖,而靠近海底的深处则较冷,而且洋流受风的影响;与此同时,土卫二上似乎有一个横跨全部星球、完全在地表下的海洋,至少有30公里深,顶部靠近冰壳的地方被冷却,底部则受月球核心的热量加热。
尽管它们存在差异,但加州理工学院研究生Ana Lobo提出,土卫二上的海洋具有类似于地球上的洋流。这项工作建立在卡西尼号的测量结果以及环境科学与工程教授Andrew Thompson的研究基础上,Thompson一直在研究冰和水相互作用的方式。
土卫二的海洋和地球的海洋有一个重要的特征:它们都是咸的。而3月25日发表在《自然-地球科学》上的研究结果表明,盐度的变化可以作为土卫二上海洋环流的驱动力,就像它们在环绕南极洲的地球南大洋中的作用一样。
Lobo和Thompson与JPL的Steven Vance和Saikiran Tharimena合作,加州理工学院为NASA管理这项工作。
卡西尼号的引力测量和热量计算已经表明,冰壳在两极比赤道更薄。Thompson说,两极的薄冰区域可能与融化有关,赤道的厚冰区域与冻结有关。这影响了洋流,因为当咸水结冰时,会释放出盐分,使周围的水更重,导致其下沉。在融化的区域则会发生相反的情况。
"知道了冰的分布,我们就可以对洋流模式进行约束,"Lobo解释说。基于Thompson对南极洲的研究,一个理想化的计算机模型表明,由冰层结构确定的冰冻和融化区域将由洋流连接。这将形成极地到赤道的环流,影响热量和营养物质的分布。
“了解地下海洋的哪些区域可能是我们所知的最适合生命的区域,有一天可以为寻找生命迹象的努力提供信息,”Thompson说。