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科学家终于解开土卫二南极区域“虎斑条纹”之谜!

发布时间:2019-12-11 13:03:43  作者:漫步宇宙  来源:漫步宇宙  阅读:269

    科学家终于解开土卫二南极区域“虎斑条纹”之谜!
      图注:土卫二南极地形的增强彩色图。图中四条长长的平行裂缝就是“虎斑条纹”
      腾讯太空讯 土卫二(Enceladus)直径仅500千米,不到泰坦星的十分之一。科学家认为,土卫二外层冰壳下有“地下海”,而“地下海”又包裹着岩石内核。
      土卫二南极区域有四条平行裂缝,名为“虎斑条纹”(tiger stripes),水正是由裂缝中喷出。但这里的裂缝和太阳系其他星球上的裂缝有些不同。
      “我们想搞清一些问题。为何是在南极,而非其他地方,出现这些喷发活动?这些喷发活动为何能持续很长一段时间?最后,为何这些裂缝间隔这么均匀?”加州大学戴维斯分校地球与行星科学助理教授马克斯·鲁道夫(Max Rudolph)说道。
    科学家终于解开土卫二南极区域“虎斑条纹”之谜!
      图注:卡西尼号任务的假彩色图像显示的蓝色裂缝为“虎斑条纹”
      据外媒报道,鲁道夫和其同事,卡内基科学研究所的道格拉斯·海明威(Douglas Hemingway)以及加州大学伯克利分校的迈克尔·曼加(Michael Manga),现在对土卫二“虎斑条纹”有了很好的解释。
      该研究小组利用数值模拟技术来了解作用在土卫二冰壳上的力。该发现已于12月9日发表在《自然-天文学》(Nature Astronomy)杂志上。
      土星引力对土卫二施加潮汐力,导致土卫二出现加热及冷却过程。这些力在两极区域最强。
      土卫二的冰壳在两极最薄。当液态水在外层冰壳下凝固成冰时,其体积就会膨胀,对冰壳施加压力直至外层开裂。
      土卫二表面温度约为零下200摄氏度,人们自然而然以为,一旦冰壳出现裂缝,很快就会被冻住。但是,南极的裂缝仍然敞着,并且还一直延伸至下面的液体海洋。
      鲁道夫说,这是因为土星引力产生的潮汐力使裂缝内的液态水四处流动,并以热的形式释放能量。这样就能防止裂缝冻结。
      南极裂缝,是对土卫二冰壳的“卸压”,这样,其他地方,如北极区域,就不会出现新的裂缝。与此同时,南极裂缝中涌出的水,回落时又成了冰,堆在裂缝边缘,使边缘往下压了一点。
      正是这种下压导致附近冰层发生弯曲。根据冰层特性,经研究人员计算,恰好在大约35千米外,出现了新的平行裂缝。
      “我们的模型解释了裂缝间规则的间距问题,”鲁道夫说道。
    科学家终于解开土卫二南极区域“虎斑条纹”之谜!
      图注:卡西尼号在可见光下拍摄的土卫二。图示南极区域,至少有四股水冰喷涌而出
      那为什么泰坦星、木卫二等卫星没有类似的裂缝条纹呢?第一条裂缝形成后,能不能出现更多平行的“虎斑条纹”,取决于两个主要因素:冰壳的厚度和星球的引力。
      研究人员称,土卫二恰好拥有这些因素的正确组合,因此形成了独特的“虎斑条纹”。