IT之家 11 月 26 日消息,科技媒體 ArsTechnica 昨日(11 月 25 日)發布博文,報道稱最新研究拋出新觀點:外太陽系中一些冰衛星內部海洋的形成過程,可能會導致其水體在接近冰點的溫度下沸騰。
研究團隊構建了一個通用模型來模擬冰衛星的內部變化,當衛星內部的冰因潮汐加熱而融化成液態水時,由于水的密度更高,其內部體積會發生收縮。
然而,衛星外層的剛性冰殼無法隨之收縮,這就在冰殼與下方海洋的交界面處形成了一個低壓區域,這種壓力下降的后果取決于衛星的自身大小和引力強度。

冰衛星表面
對于木衛二(Europa)等大型冰衛星,其強大的引力足以維持交界面的壓力,讓水保持液態,或者直接導致冰殼因失壓而向內坍塌。
然而,對于土衛二(Enceladus)、土衛一(Mimas)和天衛五(Miranda)這樣的小型衛星,情況則完全不同。它們的引力較弱,無法有效抵消內部收縮造成的壓力驟降。
當壓力降低到水的沸點閾值以下時,即使溫度僅在冰點之上,海洋表層的水也會開始沸騰,同時,原本溶解在水中的氣體也會被釋放出來,形成大量氣泡。

研究人員估算,土衛二只需融化一個約 14 公里深的海洋,就可能觸發沸騰現象;而對于土衛一,所需深度僅為 5 公里。沸騰產生的蒸汽和釋放出的氣體,可能會像地球上的巖漿一樣,侵入并填充冰殼的裂縫。
雖然水蒸氣會迅速冷卻并凝結,但其他氣體(如甲烷、氮氣等)將保持氣態,持續對裂縫施加壓力,可能進一步擴大裂縫,從而影響衛星表面的地質構造。這一理論為我們理解這些遙遠天體上觀察到的復雜地貌(如土衛二的羽狀噴流)提供了全新的物理機制。





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