科学探索|科学家在欧罗巴表面附近发现有水的证据科学家在欧罗巴表面附近发现

木星的卫星欧罗巴是我们太阳系中生命的主要候选者，几十年来，科学家们一直为它的深层盐水海洋而着迷。然而它被包裹在一个可能有几英里到几十英里厚的冰壳中，这使得取样成为一项困难的任务。越来越多的证据表明，冰壳与其说是一个屏障，不如说是一个动态系统--它本身就是一个具有潜在居住能力的天体生物学场所。

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捕捉到格陵兰岛“双脊”特征形成的穿冰雷达观测表明，欧罗巴的冰壳在表面常见的类似特征下可能有大量的水袋。这些发现于当地时间4月19日发表在《自然通讯》上，对于探测这个木卫二卫星外部的潜在宜居环境可能具有说服力。
“由于它更接近表面，在那里你可以从太空、其他卫星和木卫二的火山中获得有趣的化学物质，如果外壳中存在水袋就有可能出现生命的机会，”这项研究的论文第一作者、斯坦福大学地球、能源和环境科学学院地球物理学副教授Dustin Schroeder说道，“如果我们在格陵兰岛看到的机制是这些事情在木卫二上发生的方式，这表明到处都有水。”

一个地球上的类似物
在地球上，研究人员使用机载地球物理仪器分析极地地区以了解冰原的增长和退缩如何影响海平面上升。该研究区域的大部分发生在陆地上，在那里，冰原的流动受制于复杂的水文学--如动态的冰川下湖、表面融化池和季节性的排水管道--这带来了海平面预测的不确定性。
由于陆地上的次表层跟欧罗巴的液态水次表层海洋相当不同，所以当实验室小组在介绍欧罗巴时，研究的共同作者们惊讶地注意到，在冰冷卫星上形成的条纹看起来跟格陵兰岛冰原表面的一个小特征极为相似，而该小组已经详细研究过这个冰原。
Schroeder说道：“当我们看到这些微小的双脊时，我们正在研究跟气候变化及其对格陵兰岛表面的影响完全不同的东西--而且我们能够看到这些脊从‘未形成’到‘形成’ 。”
经过进一步检查，他们发现格陵兰岛上被称为双脊的“M”形山峰可能是欧罗巴上最突出特征的一个缩影。
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突出的和普遍的
欧罗巴的双脊在月球的冰面上出现了戏剧性的裂痕，峰顶达到近1000英尺，并被大约半英里宽的山谷隔开。自从伽利略航天器在20世纪90年代拍摄到这颗星球表面的照片以来，科学家们已经知道了这些特征，但一直未能对它们是如何形成的作出明确的解释。
通过对NASA的IceBridge行动在2015年至2017年收集的表面高程数据和穿冰雷达的分析，研究人员揭示了格陵兰岛西北部的双脊是如何产生的--当时冰层在一个受压液态水的口袋周围断裂，该口袋在冰层内部重新冻结进而导致两个山峰上升为独特的形状。
“在格陵兰岛，这个双脊形成于一个地表湖泊和溪流的水经常排入近地表并重新冻结的地方。类似的浅水区在欧罗巴上形成的一种方式可能是通过来自地下海洋的水通过裂缝被迫进入冰壳--这将表明在冰壳内可能有合理数量的交换发生，”这项研究的论文第一作者、斯坦福大学电气工程系博士生Riley Culberg说道。
滚雪球式的复杂性
欧罗巴的外壳似乎并不像一块惰性的冰块，而是经历了各种地质和水文过程--这一想法得到了这项研究和其他研究的支持。一个动态的冰壳支持可居住性，因为它有利于地表下的海洋和来自邻近天体的营养物质在地表积累的交换。