當土衛二表面冰層產生裂縫時，鹽海和真空區出現的壓力差導致鹽水以200公斤每秒的速度向外噴射，形成巨型間歇泉，噴射進入宇宙空間可達數百千米。

出品：太空伊卡洛斯

NASA在數年前就發現土星的第六大衛星：土衛二有一個冰下海洋，而且是鹽水海洋。自2004年開始，美宇航局的卡西尼號探測器就開始圍繞土星運行，並收集數據，通過分析其採集的數據，科學家從土衛二地表附近的小冰粒中發現含有與地球海水所含鹽分相似的鈉和鉀鹽。卡西尼號探測器於2008年和2009年對土衛二進行近距離觀測，發現該衛星地表噴射出的小冰粒達到7至17千米每秒的速度，隨後揮發。探測器及時對它們進行了成分分析，其中含有鹽的成分。

圖注：土衛二南極出現的4條大峽谷

圖注：4條大峽谷內部還有噴流存在

冰下海洋

科學家猜測土衛二地表下的海洋四周都是岩石，水是從這些岩石層溶解出來，溶解完成後，鹽水於冰層縫隙中升起，並在土衛二地表下方形成鹽水海洋。當土衛二表面冰層產生裂縫時，鹽海和真空區出現的壓力差導致鹽水以200公斤每秒的速度向外噴射，形成巨型間歇泉，噴射進入宇宙空間可達數百千米。

不過關於液態鹽水海導致間歇泉的論斷也存在不足，這種現象也可能來源於能夠捕捉分子的籠形包合物分解。土衛二間歇泉噴射羽流中所包含的小冰粒與氣體的比率，大大低於科學家的預測值。這說明，土衛二上的噴流也可能是籠形包合物分解形成的。根據卡西尼探測器的數據，土衛二上的噴流形成機制是由鈉昇華而成的小冰粒，最終補充到土衛二E環物質中。除此之外，卡西尼飛船的紅外光譜儀對土衛二南極區域羽流出現並散發熱量的測量結果也有力地證明：土衛二表層下蘊含液態海洋。值得一提的是，土衛二冰下熱源總能量達到158兆千瓦，這是非常恐怖的能量。

圖注：土衛二的冰下海洋分佈在全球

圖注：土衛二是一顆被冰包圍的衛星

唯一能夠促使土衛二散發熱量的方式就是來自土星的潮汐力，如果土衛二地表下壓根就沒有液態海洋，且整個土衛二就是一個固體冰結構，那麼潮汐力是不可能對其產生作用的。土衛二散發熱量就說明液態海洋的確存在。卡西尼飛船的最新發現告訴我們，太陽系中又出現了一個可能孕育生命的地方，這意味著利於生命形成的環境能夠存活於圍繞氣態巨行星運行的被冰覆蓋衛星。

圖注：土衛二南極峽谷下方的熱源分析

南極4條大峽谷

土星的第六大衛星土衛二雖然冰冷，卻異常活躍。土衛二南極區域的超過100個間歇泉斷斷續續朝太空噴射由氣體和塵埃組成的羽流。也是這項調查研究，為科學家解決了該衛星地表的極端地形對間歇泉地點和噴射現象有何影響。早在10年前，科學家就在土衛二的南極區域發現明顯的大峽谷，而這些大峽谷中會噴射氣體和塵埃組成的羽流，噴射速度竟高達200公斤每秒！專家認為我們熟知的土星物質光環或許就出自這些羽流。科學家對土衛二上的100多個間歇泉地點和噴射現象進行測量。得出的研究結果非常奇怪：雖然南極大峽谷與間歇泉的朝向是一致的，但從垂直的視角上看，還是存在一些位置區別。

圖注：土衛二南極下方的熱源向上“頂”出了4條大峽谷

研究表明，土衛二地表的極端地形對間歇泉羽流造成影響的可能性很大。第一，土衛二間歇泉的位置間隔存在規律性。間歇泉噴射出的羽流平均分佈於3條最頻繁噴射的南極大峽谷，每條虎斑之間的距離為5千米。專家分析，應該是土衛二上的轉換斷層造成如此有規律可循的間距，斷層運動造成規律的間歇泉間距，方便間歇泉噴流噴出。第二，土衛二間歇泉的朝向存在規律性，與位置間隔相反的是，不論南極大峽谷、交錯斷層或是微型變形構造，間歇泉的朝向都深受地表極端地形的方向影響。

因此，我們不難推測，間歇泉噴射羽流的時間也與地表地形有關。羽流現象是土衛二在抵抗土星引力時產生的潮汐可撓性反應。在這些脅迫作用下，峽谷和斷層將在不同時候開啟和關閉，這種變化可以幫助科學家判斷間歇泉羽流的最活躍時期。

閱讀更多 太空伊卡洛斯 的文章

關鍵字: 2019未來科學大獎 人造衛星 噴射