韦伯望远镜的数据和实验室实验表明，木卫二的冰壳是一个动态景观，其中的冰在宇宙轰击下结晶并重塑。在像塔拉地区这样的混沌地形中，存在着包括食盐和二氧化碳在内的奇异化学物质，这表明深层地下海洋的物质正在泄漏到地表。这进一步提供了令人信服的新证据，证明木卫二在其破碎且不断演化的地壳之下隐藏着一个可能适宜居住的海洋。

木卫二表面的冰层不断移动，二氧化碳和盐等奇异的化合物表明其下方存在深海活动。图片来源：NASA/ESA/K. Retherford/SWRI

由西南研究所的乌吉瓦尔·劳特博士领导的新实验室实验正在帮助科学家们揭开木卫二——这颗令人着迷的冰冻卫星的秘密。这些发现支持了詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 最近的观测结果，该望远镜探测到了木卫二冰冻表面的惊人变化。事实证明，这颗卫星表面的冰并非静止的——它在某些地方正在积极结晶，而在其他地方则保持无序状态。这些变化可能表明，宇宙力量和内部活动共同重塑了冰层。

在地球上，水会冻结成一种有序的结构，称为结晶冰。但在太空中，木卫二的表面不断受到来自木星强磁场的带电粒子的轰击。这种辐射扰乱了冰的结构，形成了一种更加混乱的形式，称为非晶态冰。科学家现在认为，这两种形式的冰在木卫二上都存在，并且会随着时间的推移而发生变化。

为了更好地理解这种冰的转变，劳特的团队进行了模拟类似木卫二环境的详细实验。这些测试揭示了冰在结晶态和非结晶态之间转变的速度，尤其是在被称为“混沌地形”的崎岖地区——这些地区充满了错综复杂的山脊、裂缝和破碎的平原。结合詹姆斯·韦伯太空望远镜的最新数据，这些结果进一步证实了地表之下隐藏着某种非同寻常的东西：一个巨大的液态海洋。

多年来，研究人员一直认为木卫二的表面覆盖着一层非常薄的非晶态冰，刚好覆盖下方的结晶冰。但这项新研究发现了令人惊讶的发现——结晶冰不仅出现在地表之下，也出现在地表之上，尤其是在一个被称为塔拉区域（Tara Regio）的区域。

由西南研究所乌吉瓦尔·劳特博士领导的实验提供了证据，支持詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）最近收集的光谱数据，这些数据表明木星卫星木卫二的冰面正在不断变化。JWST显示，木卫二不同区域的冰形成速度不同，例如塔拉区域，那里的地表和地下都存在结晶冰（颜色较浅）。图片来源：西南研究所

“我们认为，木卫二表面多孔且某些区域温度足够高，足以让冰快速重结晶，”该论文的主要作者、约翰·霍普金斯大学应用物理实验室的光谱学家理查德·卡特赖特博士说道。“此外，在这个通常被称为混沌区域的同一区域，我们发现了许多其他不寻常的物质，包括氯化钠（如食盐）的最佳证据，这些物质可能源自其内部海洋。我们还发现了木卫二上存在二氧化碳和过氧化氢的一些最有力证据。这个地方的化学性质确实奇特而令人兴奋。”

“我们的数据强烈表明，我们所看到的物质必定来自木卫二内部，或许来自木卫二厚冰壳下方近20英里（30公里）的地下海洋，”劳特说道。“这片破碎的表面物质区域可能表明，地质过程将地下物质从下方推上来。当我们在地表看到二氧化碳的证据时，我们认为它一定来自地表以下的海洋。越来越多的证据表明，木卫二冰壳下方存在液态海洋，这使得我们能够继续深入了解这一现象，并为此感到兴奋。”

例如，在该地区发现的二氧化碳包括最常见的碳类型，其原子质量为 12，包含 6 个质子和 6 个中子，以及更稀有、更重的同位素，其原子质量为 13，包含 6 个质子和 7 个中子。

“这些13CO2从何而来？这很难解释，但所有线索都指向其内部起源，这与其他关于在塔拉地区检测到的12CO2来源的假设一致。”卡特赖特说道。

编译自/ScitechDaily