神秘的土衛二積雪從何而來?
卡西尼探測器2015年10月拍攝的土衛二背陽面(局部)RAW圖片。NASA / JPL-Caltech / SSI
卡西尼探測器2009年拍攝的土衛二及其間歇泉。 NASA / JPL-Caltech / SSI
下雪了。積雪將天地籠罩在一片白色之中,讓人歡喜。
地球上最厚的積雪可達幾十米,但在太陽系中,這樣的積雪厚度卻是微不足道的。科學家發現,土星的衛星——土衛二(恩克拉多斯,Enceladus)也被一層厚厚的積雪包裹著。但土衛二表面的積雪厚度平均有幾百米,最厚處可達700米。
這樣厚的雪卻讓科學家感到困惑,因為土衛二並沒有一個足以產生降雪的大氣層。所以這些神秘的積雪究竟是從何而來的呢?
科學家認為土衛二的積雪可能來自它的「間歇泉」。
探測數據顯示,土衛二內部有一個巨大的液態水(或半流動性)海洋。這個富含鹽類物質的海洋被厚厚的冰殼封閉著。但土衛二的冰殼上有許多裂縫,水能夠通過這些縫隙上升到土衛二表面,升華成氣體後,裹挾著各種物質間歇性地噴出。
噴出的水一部分會進入太空,參與組成土星環;大部分則會回落到土衛二表面,形成「降雪」。土衛表面的積雪可能就是這麼形成的。
通過分析卡西尼探測器拍攝的圖像,科學家發現土衛二表面積雪的厚度在不同的地區各不相同,大部分積雪厚約數百米,而最厚的地方可達700米。
這麼厚的積雪讓科學家感到了困惑。因為根據土衛二間歇泉今天的噴發量,土衛二表面要形成這麼厚的雪,起碼要45億年。這相當於整個太陽系的年齡,且在這種情況下形成的積雪還會特別蓬鬆,與今天我們看到的情況可能會不一樣。所以這不太可能。
研究人員認為,目前唯一可能的解釋是,土衛二的間歇泉過去要比今天活躍得多。假如土衛二間歇泉在其形成之初一直到現在都沒有發生過變化,那麼早期形成的積雪便會被壓實,使得整個雪層的厚度反而比今天更薄。而假如說積雪層的大部分是在某一較短時期內,因間歇泉特別猛烈的噴發而形成的,則顯得更為合理。但是什麼原因導致土衛二間歇泉猛烈噴發?這一事件發生在多久之前?持續了多久?則又都是謎。
卡西尼探測器2005年7月拍攝的土衛二。NASA / JPL-Caltech / SSI