普渡大学的研究人员对木卫二冰壳的厚度提供了新的见解，根据对撞击坑的分析，他们认为木卫二冰壳的厚度至少为20公里。这一发现对于了解月球的地质活动及其支持生命的潜力至关重要。
行星物理学常常让人感觉像是在打雪仗。当给一个已经形成的雪球时，大多数人可以利用他们的经验和雪球的质地来确定它的成分:它是由柔软的、可包装的雪还是坚硬的、冰冷的雪制成的。
利用几乎相同的原理，行星科学家已经能够研究木卫二的结构，木卫二是木星冰冷的卫星。
木卫二是一颗岩石卫星，拥有两倍于地球体积的咸水海洋，被冰壳包裹着。长期以来，科学家们一直认为木卫二可能是太阳系中寻找外星生命的最佳地点之一。然而，这种生命的可能性和性质在很大程度上取决于其冰壳的厚度，这是天文学家尚未能够确定的。
最近的发现a布特欧罗巴
包括普渡大学科学学院地球、大气和行星科学系副教授布兰登·约翰逊和研究科学家Shigeru Wakita在内的行星科学专家团队在《科学进展》上发表的一篇新论文中宣布，木卫二的冰壳至少有20公里厚。
为了得出结论，科学家们研究了木卫二上的大型陨石坑，运行了各种模型，以确定是什么物理特征的组合创造了这样的表面结构。
Wakita说:“这是首次对木卫二上的这个大陨石坑进行研究。”“之前的估计显示，厚厚的海洋上覆盖着非常薄的冰层。但我们的研究表明，需要有一层厚厚的冰层，厚到之前一直存在争议的冰对流是可能的。”
约翰逊利用1998年研究木卫二的伽利略号宇宙飞船传回的数据和图像，分析了撞击坑，解读了木卫二结构的真相。约翰逊是行星物理学和大型碰撞方面的专家，他几乎研究了太阳系中每一个主要的行星体。长期以来，科学家们一直在争论木卫二冰壳的厚度;没有人去直接测量它，所以科学家们创造性地利用手头的证据:木卫二冰冷表面的陨石坑。
撞击模拟视频。来源:普渡大学
撞击坑的意义
“撞击坑是形成行星体的最普遍的表面过程，”约翰逊说。“我们所见过的几乎所有固体上都有陨石坑。它们是行星体变化的主要驱动力。当一个撞击坑形成时，它本质上是在探测行星体的地下结构。通过了解木卫二上陨石坑的大小和形状，并通过数值模拟再现它们的形成，我们能够推断出其冰壳有多厚的信息。”
木卫二是一个冰冻的世界，但冰层覆盖着岩石内核。不过，冰的表面并不是静止的。海洋中的板块构造和对流以及冰本身相当频繁地更新地表。这意味着火星表面本身只有5000万到1亿年的历史——对于像人类这样的短命生物来说，这听起来很古老，但就地质时期而言，这是很年轻的。
光滑、年轻的表面意味着陨石坑轮廓清晰，更容易分析，而且不是很深。它们的撞击让科学家们更多地了解了月球冰冷的外壳和下面的海洋，而不是传达了关于其岩石心脏的更多信息。
约翰逊说:“了解冰的厚度对于推测木卫二上可能存在生命的理论至关重要。”“冰壳的厚度控制着其中发生的过程，这对于理解表面和海洋之间的物质交换非常重要。这将帮助我们了解木卫二上各种过程是如何发生的，并帮助我们了解生命存在的可能性。”
参考文献:《多环盆地形成限制木卫二冰壳厚度》，作者:Shigeru Wakita, Brandon C. Johnson, Elizabeth A. Silber和Kelsi N. Singer, 2024年3月20日，《科学进展》。DOI: 10.1126 / sciadv.adj8455
这项研究是由美国宇航局太阳系工作计划资助的。
