最新发现木卫二上发现板块构造证据

伤我心太深

木卫二，木星最大的4颗天然卫星之一，只比我们的月球小一点点。科学家最近发现，这颗冰质卫星的表面存在与地球类似的板块构造运动。图片来源：NASA

科学家已经在木星的卫星木卫二（Europa）上找到了板块构造的证据。这是我们在地球以外的另一颗星球上，首次发现此类板块飘移活动的证据。

科学家之前就已经找到过明确的证据，证明木卫二的冰壳正在扩张。然而，他们一直没能找到旧冰壳消失的地方——它们必须消失，才能给新扩张形成的冰壳腾出空间。

最近，美国爱达荷大学莫斯科分校的行星地质学家西蒙·凯滕霍恩（Simon Kattenhorn）和美国约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室的路易丝·普罗克特（Louise Prockter），重新检查了美国航空航天局（NASA）的“伽利略”探测器在21世纪初拍摄的木卫二照片。他们发现了一些不同寻常的地质边界。

木卫二上的水要比地球上所有海洋里的水加在一起还要多。图片来源：NASA

板块构造是一个科学理论，认为地球的外壳由一系列板块构成，它们的相对位置会发生移动，由此可以解释地球上山脉为何会隆起，火山为何会爆发，以及地震为何会发生。

木卫二是木星的4颗最大的天然卫星之一，只比我们地球的月亮小一点点。它的表面布满了撞击坑和裂隙。科学家以前就已经知道，木卫二表面的板块也在发生位移，就像美国加利福尼亚州的圣安德鲁斯断层两侧地球的外层地壳都在朝两边移动一样。木卫二表面的许多区域都显出扩张的迹象，随着表面被撕裂开来，宽达好几千米的裂隙在撕裂位置形成，新鲜的冰物质又从冰壳以下涌上来填入新形成的裂口之中——这个过程与地球上海洋底部地壳的扩张十分相似。

在地球上，随着新的地壳物质在洋中脊处形成，旧的地壳物质会在俯冲带处被销毁。俯冲带是两个地质板块会聚重叠的区域，其中一个板块会被迫潜入另一个板块之下。然而，尽管木卫二上表面扩张的证据随处可见，科学家却一直没能确定，这颗冰质星球的表面如何能够容忍这么多新形成的物质。

研究木卫二的科学家经常会重构这颗卫星的表面板块，就像玩拼图一样，把它们摆放成原来的样子，从而想象在这些板块破裂之前，木卫二的表面看起来是什么样子。凯滕霍恩和普罗克特也对“伽利略”探测器发回的木卫二图片进行了重新“拼图”，他们发现在这颗星球北半球的高纬度地区，有超过2万平方千米的表面消失不见了。

进一步的证据显示，消失的地表俯冲到了第二个地表板块之下——这样的情形在地球上的板块交界地带相当常见。凯滕霍恩和普罗克特还在第二个板块上看到了冰火山，可能是前一个板块在俯冲的过程中发生融化所致。他们没有在俯冲带看到山脉，暗示第一个板块的物质是被推入了内部，而非两个板块相互挤压层叠在一起。这些科学家相信，俯冲的板块被木卫二厚达30千米的冰壳所吸收，并没有直接俯冲到冰壳以下的液态海洋之中。

木卫二上冰质地壳外层的板块，会插入另一个板块之下，最终融入内层更温暖的内壳之中。这个过程与地球上两个板块交界处发生的过程非常相似。图片来源：NASA

“如果木卫二拥有一个全球性的板块构造系统，那它或许就要比我们所想象的更像地球一点。”凯滕霍恩说，“这一发现不仅使木卫二成为了太阳系中地质活动最有趣的天体之一，它还暗示在木卫二的内部和表面之间存在双向交流——换句话说，存在一条途径能够让木卫二地表的物质移入冰下的海洋——这一过程强烈暗示，木卫二有可能是一个适宜生命生存的世界。”

今年7月，NASA宣布了一份意向申请书，给未来的木卫二探测任务征集科学设备提案。

“科学家一再揭示，木卫二是一颗与我们的地球惊人相似的活跃星球。”NASA总部的外行星计划科学家柯特·尼布尔（Curt Niebur）说，“研究木卫二将回答有关这颗潜在宜居冰卫星的一系列基本问题，并在地球以外寻找生命。”

此前的科学发现指出，在木卫二的冰质外壳以下，存在一个液态水构成的海洋。这个海洋覆盖木卫二全球，所含的液态水比地球上所有海洋的总和还要多。

NASA的“伽利略”探测器于1989年发射升空，是迄今为止唯一多次造访木卫二的太空探测任务，曾经先后十几次近距离飞掠这颗卫星。“伽利略”创造了许多个“第一”，包括发现证据表示木卫二冰壳之下存在一个咸水海洋。2003年9月，“伽利略”探测任务正式终结，探测器在受控状态下撞入了木星大气层，以免它撞上木卫二。

利用“伽利略”的库存影像资料做出的这一最新成果，已于9月7日在线发表在了《自然·地球科学》网站上。