土卫二也有洋流,并与地球的洋流如此之象
土卫二上覆盖着厚厚的冰壳,而冰壳之下的深海,黑暗的海水可能也正在漩涡流荡。
根据一项意旨分析覆盖土星卫星的全球洋的冰层研究,那里的洋流与地球上的洋流非常相似、也遵循同样的规律。如果的确如此,这就意味着木卫二的海洋就不是平稳均匀的。
补充一:木卫二的表面
木卫二总是遮掩着自己的秘密不愿意被揭示。我们第一次对它的观察是在1981年,那时旅行者2号在飞往外太空系时经过了土卫二,探测器拍摄的照片显示土卫二是一个小球体,上面的冰具有很高的反射率,整个球体大小不过500公里(310英里),它的表面布满火山造成的坑坑洼洼、或漫长的裂缝、或山脉的疤痕,这些都暗示土卫二仍有地质活动。
到了2010年,土星探险者卡西尼号给我们带来了一个巨大的惊喜:它发现土卫二上有许多间歇泉,它们从其冰壳上的裂缝向外喷射液态水,这就证明这个卫星内部并不都是冰,沿着冰层靠下隐藏着一个液态盐水海洋。
冰壳中液态水与裂缝的相互结合帮助科学家了解土卫二的地质运动方式。土卫二围绕土星做椭圆轨迹运转,1.37天转一圈,它的不停变化的重力迫使土星对卫星又拉又拽,所产生的压力造成卫星内部产生热量并带来地质活动,还造成冰的表面产生裂缝!
这一内部地质热量维持土卫二内部海洋保持液体状态,这些液体就像间歇泉那样通过裂缝向外喷射,当流到土卫二表面时就会再次结冻。这一内部地质热量也能产生垂直方向的对流洋流,与地球上所见的垂直洋流类似:它们推动温水上升、然后冷却、最后再循环归位。
尽管土卫二与地球差异非常之大,我们还不确认其海洋在某些方面是否与地球也有很大的差异。地球的海洋平均深度3.7公里(2.3英里),而木卫二的海洋却有30公里深,并被额外20公里厚的冰壳所覆盖。
虽然我们还不能确认在土卫二上海洋的状态,但是通过其上覆盖的冰可以获得一些线索。我们知道木卫二上的冰壳在两级比在赤道周边的厚度薄很多,而在其南极间歇泉却不停地爆发,冰的数量也更多。加州理工学院地质学家安娜.罗波领导的研究团队认为:土卫二海洋下面的活动要比简单的垂直对流更为复杂。
有关冰的薄厚并不令人感到异常:大概是薄冰与大融化有关、而厚冰则与大冰冻有关。这就是说,冰越厚的地方海洋含盐更高;由于只有水才能结冻,大部分的盐又回到水中;这就造成了冰下的水密度更大,于是沉入到海洋之底。
在融化区,发生的事情刚好相反:这里的海水新鲜、密度小,所以停留在海洋上部;这种情况发生在地球上,就会形成海洋传送带洋流;海水在两极结冰,那些密度更大、盐度更高的海水沉入洋底、并顺着洋流流向赤道;同时来自赤道比较温暖的水也流向两极、在两极结冰,导致了更多密度大的冷盐水沉降洋底,等等。
这个研究团队建立了一个土卫二的计算模型,部分原理借鉴我们目前对海洋传送带洋流的模式;研究显示存在一个类似的洋流,它可能增加土卫二上冰的厚度。
目前,还不清楚土卫二上是否有生命。土卫二远离太阳,但是由于其内部具有地质热,它可能具有化学合成食物网,这个网与地球深处黑色海洋具有的海底热泉类似。如果在木卫二海洋深处藏有生命,这个发现将帮助人类确认寻找有生命的位置。
我们知道土卫二的水是咸的,卡西尼号从间歇泉获取的水样证实了这一点。如果研究团队的观点是真,那么这些间歇泉中的盐由于是从融化区喷射出来的,其浓度会比较低,而赤道周边水中的盐分可能比较高。
我们还知道,地球上的洋流在养分输送上起着作用:对于盐分浓度及养分分布的更加深入的了解会有助于我们确认土卫二上那些最适合生命生存的区域。
在总结此文时,还没有看到对于土卫二有任何确认了的研究课题。然而,即将进行的三项探测器的活动都会对这些奇特冰的冷世界揭示其全球海洋的循环方式。这三项活动分别是:探测土星的另一卫星、土卫六的"蜻蜓号",将要为研究木星之冰计划发射的欧罗巴快船,以及木星冰月探测器。
这个团队的研究工作已经发表于《自然-地球科学》
BY: MICHELLESTARR
FY: 周洪波
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