研究稱潛藏在土衛二冰層之下的海洋可能存在由鹽度變化驅動的洋流

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據外媒報道,科學家們已經預測到,在土衛二(Enceladus)的廣闊的地下海洋中存在著洋流及其運動。這顆被20公里(12.4英里)厚的冰殼包裹的衛星,是正在進行的尋找外星生命的工作中最有希望的前景之一。

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在13年的任務中,美國宇航局(NASA)現已退役的 "卡西尼 "號探測器的任務是探索土星系統的秘密。在這期間,冰冷的小衛星土衛二吸引了科學界和普通民眾的注意。

"卡西尼 "號探測器發現,從月球南極地區被稱為 "虎紋 "的巨大裂縫中噴出大量物質,高高躍入太空。這些物質來自於一個全球性的地下海洋,它被認為潛藏在土衛二的冰殼之下。而這個寒冷的領域被許多行星科學家認為是太陽系中尋找外星生命的最佳地點之一。

然而,這個水體與地球上的海洋幾乎沒有共同之處。在厚厚的冰盾之下,土衛二的海洋被認為是非常深的,而地球海洋則是相對較淺的水域。它可能從冰殼底部延伸到固體核心的頂部,超過30公里(18.6英里)。它的加熱動力也是完全不同的。土衛二隱藏的海洋並不像地球海洋那樣從太陽光中獲得熱量。相反,冰殼底部附近的海洋是冰冷的,而海洋最深層的水則被土衛二核心的熱量加熱。

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土衛二也被認為是相對均勻的–或者說是全球統一的–除了土衛二核心附近的溫差促使的有限的水混合。一項新發表的研究對這一觀點提出了挑戰,並闡明了土衛二的外星海洋中可能存在的洋流,以及這些洋流如何影響生命的前景。

這項研究背後的加州理工學院科學家借鑒了 "卡西尼 "號航天器對土衛二的測量結果,以及液態水和冰之間的相互作用如何推動海洋混合的相關研究。當海水凍結時,它會釋放出它的鹽分,並導致它周圍的水下降。在冰塊主動融化的區域,這一過程恰恰相反。該團隊將這一邏輯應用於土衛二的水域,利用基於卡西尼數據的計算機建模。這些數據包括有關土衛二冰殼厚度變化的細節,冰殼在兩極較薄,在赤道最寬。

這些變化表明,冰殼在兩極地區正在融化,而赤道的冰殼則被冰凍的水支撐著。根據研究人員的模擬,這可能會形成由鹽度變化驅動的水循環,從極地到赤道。除了以前的研究中提出的核心加熱導致的混合之外,還增加了這種水的運動,描繪了土衛二海洋中發生的動態的更複雜的觀點。

此外,極地到赤道的洋流可能會影響熱量和營養物質的全球分佈,這反過來又可以幫助天體生物學家縮小地下海洋中哪些部分可能適合容納生命的範圍。

該論文已發表在《自然》雜誌上。

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