這就是為什么NASA要向木星的衛(wèi)星歐羅巴發(fā)送“歐羅巴快船(Europa Clipper)”航天器的原因：有強(qiáng)有力的證據(jù)表明，在厚厚的冰殼下，月球上有一個(gè)全球海洋，并且有可能是可居住的。

然而科學(xué)家認(rèn)為海洋并不是木衛(wèi)二上唯一的水。根據(jù)NASA伽利略軌道飛行器的觀察，他們認(rèn)為月球的冰殼可能包含咸水庫--有些靠近冰面，有些則在冰面以下許多英里。

(資料圖片僅供參考)

科學(xué)家對歐羅巴可能蘊(yùn)藏的水了解得越多，他們就越有可能在NASA于2024年派遣歐羅巴快船進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查時(shí)知道在哪里尋找水。該航天器將圍繞木星運(yùn)行并在飛過衛(wèi)星約50次時(shí)使用其精密儀器收集科學(xué)數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在，研究正在幫助科學(xué)家更好地了解歐羅巴的地下湖泊可能是什么樣子以及它們是如何表現(xiàn)的。最近發(fā)表在《Planetary Science Journal》上的一篇論文中的一個(gè)關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)支持了長期以來的觀點(diǎn)，即水有可能在歐羅巴的表面以上爆發(fā)，要么是水蒸氣要么是低溫火山活動(dòng)。

論文中的計(jì)算機(jī)模型進(jìn)一步顯示，如果木衛(wèi)二上有噴發(fā)，那么它們很可能來自嵌入冰層的淺而寬的湖泊，而不是來自遠(yuǎn)在下方的全球海洋。

該研究的論文第一作者、NASA南加州噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室(JPL)的歐羅巴科學(xué)家Elodie Lesage說道：“我們證明了羽流或低溫熔巖流可能意味著下面有淺層液體水庫，歐羅巴快船將能夠探測到。我們的研究結(jié)果為推動(dòng)表面活動(dòng)的水可能有多深提供了新的見解，包括羽流。并且水應(yīng)該足夠淺，可以被多個(gè)歐羅巴快船儀器探測到。”

不同的深度，不同的冰

Lesage的計(jì)算機(jī)模型為科學(xué)家們在觀察冰面噴發(fā)時(shí)可能發(fā)現(xiàn)的情況描繪了一個(gè)藍(lán)圖。根據(jù)模型，他們可能會(huì)探測到相對接近地表的儲(chǔ)層，在地殼的上部2.5至5英里（4至8公里），據(jù)悉，那里的冰最冷、最脆。

這是因?yàn)槟抢锏牡叵卤鶎硬辉试S膨脹。隨著水袋的凍結(jié)和膨脹，它們可能會(huì)打破周圍的冰層并引發(fā)爆發(fā)，就像冰箱里的一罐蘇打水爆炸一樣。而真正沖破的水袋可能會(huì)像煎餅一樣寬而平。

在冰層中更深的水庫--在地殼下超5英里（8公里）的底層--在它們膨脹時(shí)將推動(dòng)周圍更溫暖的冰。這種冰足夠柔軟，其可以作為一個(gè)緩沖吸收壓力而不是爆裂。與其像一罐蘇打水，這些水袋的行為更像一個(gè)充滿液體的氣球，當(dāng)氣球內(nèi)的液體凍結(jié)和膨脹時(shí)氣球會(huì)簡單地伸展。

親身感受

當(dāng)航天器在2030年到達(dá)歐羅巴時(shí)，歐羅巴快船任務(wù)的科學(xué)家們可以利用這項(xiàng)研究。比如雷達(dá)儀器--稱為歐羅巴評估和探測的雷達(dá)。Ocean to Near-Surface（簡稱REASON）--是將用于尋找冰中水袋的關(guān)鍵儀器之一。

領(lǐng)導(dǎo)雷達(dá)儀器團(tuán)隊(duì)的德克薩斯大學(xué)奧斯汀地球物理研究所的Don Blankenship說道：“新工作表明，如果壓力超過冰的強(qiáng)度，淺層地下的水體可能是不穩(wěn)定的，并且可能跟上升到地表的羽流有關(guān)。這意味著REASON可以在你看到羽流的相同地方看到水體?！?/p>

歐羅巴快船將攜帶其他儀器，從而能測試新研究的理論?？茖W(xué)相機(jī)將能拍攝歐羅巴的高分辨率彩色和立體圖像熱發(fā)射成像儀將使用紅外相機(jī)繪制歐羅巴的溫度，并找到有關(guān)地質(zhì)活動(dòng)的線索--包括低溫火山活動(dòng)。如果有羽流噴發(fā)，那么將可以通過紫外光譜儀進(jìn)行觀測。