冰冷的撞击：行星科学家使用物理学和撞击坑的图像来测量木卫二上冰的厚度

木星冰冷的卫星可能是人类发现生命的下一个地方，但首先，他们需要了解月球的结构

印第安纳州西拉斐特——有时，行星物理学就像在打雪仗。大多数人，如果交给一个已经成型的雪球，可以利用他们的经验和球的感觉来猜测它是由什么样的雪组成的：可打包和蓬松，或者潮湿和冰冷。

使用几乎相同的原理，行星科学家已经能够研究木星冰冷的卫星木卫二的结构。

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木卫二是一颗岩石卫星，是咸水海洋的家园，其体积是地球的两倍，被冰壳包裹着。长期以来，科学家们一直认为木卫二可能是我们太阳系中寻找非地球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测量的。

普渡大学理学院地球、大气和行星科学系的副教授布兰登·约翰逊（Brandon Johnson）和研究科学家若田茂（Shigeru Wakita）等行星科学专家团队在发表在《科学进展》上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，以确定物理特征的组合可以产生这样的表面结构。

“这是在木卫二这个大陨石坑上完成的第一项工作，”Wakita说。“先前的估计显示，在厚厚的海洋上有非常薄的冰层。但是我们的研究表明，需要有一个厚厚的层 – 如此之厚，以至于冰中的对流，以前一直争论过，是可能的。

利用1998年研究木卫二的伽利略号航天器的数据和图像，约翰逊分析了撞击坑，以解码木卫二结构的真相。作为行星物理学和巨大碰撞方面的专家，约翰逊几乎研究了太阳系中的每一个主要行星体。由于没有人能够直接测量木卫二冰壳的厚度，科学家们正在创造性地利用手头的证据：木卫二冰面上的陨石坑（撞击模拟视频）。

“撞击坑是塑造行星体的最普遍的表面过程，”约翰逊说。“陨石坑几乎存在于我们见过的每一个固体物体上。它们是行星体变化的主要驱动力。当撞击坑形成时，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，但冰层庇护着一个岩石核心。然而，冰冷的表面并没有停滞不前。板块构造和海洋中的对流以及冰本身相当频繁地刷新表面。这意味着地表本身只有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，这听起来很年轻。

光滑、年轻的表面意味着陨石坑的定义清晰，更容易分析，而且不是很深。它们的影响告诉科学家更多关于月球冰冷的外壳和下面的水海洋，而不是传达有关其岩石心脏的大量信息。

“了解冰的厚度对于推测木卫二上可能存在的生命至关重要，”约翰逊说。“冰壳的厚度控制着冰壳内部正在发生什么样的过程，这对于理解地表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，并帮助我们理解生命的可能性。

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源： 布兰登·约翰逊（Brandon Johnson），[email protected]