木星的卫星木卫二是太阳系中最适合地外居住的行星。冰壳的表面地貌表现了控制这种潜力的地下结构、动力和交换。双脊是木卫二上最常见的表面特征，存在于月球的每一个扇形部分，但对它们的形成知之甚少，目前的假说为它们独特的形态发展提供了相互竞争和不完整的机制。
现在，越来越多的证据表明，冰壳本身可能是一个潜在的宜居地点。
穿透冰的雷达观测捕捉到了格陵兰岛形成的“双脊”特征，这表明木卫二的冰壳下面可能有大量的水囊，这在表面上很常见。这一发现发表在《自然》杂志上通信在4月19日，在木星的外部探测到潜在的宜居环境可能会很有吸引力。
“因为它更接近表面，在那里你可以从太空中获得有趣的化学物质卫星还有木卫一的火山，如果壳里有水的话，生命就有可能存在。”该研究的资深作者、地球物理学副教授达斯汀·施罗德说斯坦福大学斯坦福大学地球、能源与环境科学学院(斯坦福地球)。“如果我们在格陵兰岛看到的机制是在木卫二上发生的情况，这表明那里到处都是水。”
地面模拟
在地球在美国，研究人员使用航空地球物理仪器分析极地地区，以了解冰盖的增长和退缩可能会如何影响海平面上升。大部分研究区域都在陆地上，那里冰盖的流动受到复杂的水文因素的影响——比如动态的冰下湖泊、表面融水池和季节性的排水管道——这导致了海平面预测的不确定性。
由于陆基的地下与木卫二的地下液态水海洋是如此不同，研究的共同作者在一次关于木卫二的实验室小组报告中惊讶地发现，这颗冰冷的卫星上条纹状的构造看起来与格陵兰冰盖表面的一个小特征极为相似——该小组已经详细研究了这块冰盖。
“当我们看到这些微小的双脊时，我们正在研究一些与气候变化及其对格陵兰岛表面的影响完全不同的东西，我们能够看到这些脊从‘未形成’到‘形成’。”施罗德说。
在进一步的检查中，他们发现格陵兰岛的“M”形山脊，被称为双脊，可能是岛上最显著特征的微型版本欧罗巴．
突出和普遍的
木卫二上的双脊像巨大的裂缝一样横跨在冰封的表面，波峰高达近1000英尺，中间被约半英里宽的山谷隔开。自从上世纪90年代伽利略号宇宙飞船拍摄到月球表面以来，科学家们就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。
通过对美国宇航局“冰桥行动”(Operation IceBridge) 2015年至2017年收集的地表高程数据和破冰雷达的分析，研究人员揭示了格陵兰岛西北部的双脊是如何产生的，当时冰盖内部重新冻结的受压液态水周围的冰破裂，导致两个峰上升形成鲜明的形状。
“在格陵兰岛，这个双脊形成于地表湖泊和溪流的水经常流入近地表并重新结冰的地方，”该研究的主要作者、斯坦福大学电气工程博士生莱利·卡尔伯格说。“木卫二上形成类似浅水袋的一种方式可能是通过裂缝迫使来自地下海洋的水进入冰壳——这将表明，冰壳内部可能发生了合理数量的交换。”
滚雪球式的复杂性
木卫二的外壳不像一块惰性的冰，它似乎经历了各种地质和水文过程——这一观点得到了这项研究和其他研究的支持，包括有证据表明水柱会喷发到表面。动态的冰壳支持可居住性，因为它促进了地下海洋和在表面积累的邻近天体的营养物质之间的交换。
“人们已经研究这些双脊超过20年了，但这是我们第一次在地球上看到类似的东西，看到大自然施展它的魔法。”该研究的合著者、美国宇航局的行星科学家格雷格Steinbrügge说喷气推进实验室他在斯坦福大学做博士后研究员时就开始从事这个项目。“我们在了解究竟是什么过程主导木卫二冰壳的物理和动力学方面迈出了更大的一步。”
合著者说，他们对双脊形成的解释是如此复杂;如果没有地球上的模拟装置，他们不可能构想出它。
“我们在这篇论文中提出的机制几乎太过大胆和复杂，不可能在格陵兰岛没有看到它发生的情况下提出。”施罗德说。
“我们是众多假说之上的另一个假说——我们的优势在于，我们的假说有地球上类似特征形成过程中的一些观测结果来支持它。”Culberg说。“它为一个非常令人兴奋的发现打开了所有这些新的可能性。”
“我们的观察为地下水控制双脊的形成提供了一种机制，这与目前对木卫二冰壳动力学和双脊形态的理解大致一致。如果这种机制控制着木卫二双脊的形成，那么表面上双脊的普遍存在意味着液态水在脆弱的冰壳盖中是一个普遍的特征，这表明浅水过程在塑造木卫二的动力学、表面形态和宜居性方面可能比以前认为的更重要。”研究报价。
期刊引用
- Riley Culberg, Dustin M. Schroeder & Gregor Steinbrügge，木星的卫星木卫二上浅水基岩上的双脊形成。Nat通讯13,2007(2022)。DOI:10.1038 / s41467 - 022 - 29458 - 3
