若要说起太阳系最迷人的卫星,木卫二欧罗巴(Europa)当仁不让,NASA 未来很有机会派出太空船前往探勘。但这项任务也可能变得相当棘手,科学家一个最新模型发现,木卫二赤道地区被一整片五层楼高的巨大冰椎覆盖,着陆器若想顺利登陆,恐怕会是个艰钜挑战。
欧罗巴大小与月亮差不多,表面被 10~30 公里的坚硬冰层覆盖,而冰下可能藏着一个深达 160 公里的全球地下海洋(潮汐力提供的热能使冰层下方的水保持液态),是寻找外星生命非常有利的条件。
美国太空总署最快就会于 2022 年发射木卫二飞越任务(Europa Clipper mission),一艘飞行器将进入木星轨道,在几度飞越欧罗巴时确认该星球的冰壳厚度、地下海洋深度与盐度、磁场强度与方向等。
而除了轨道飞行器调查,欧罗巴的着陆器也已经处于早期设计阶段,为了一窥欧罗巴地下海洋,派出着陆器钻探冰层有其必要性,概念如同派出火星车研究火星的地表与地下。
▲ 木卫二欧罗巴地表想像图。(Source:NASA)
但英国卡迪夫大学最新一项论文警告,欧罗巴地表部分区域可能遍布锥状“冰刀”,传统着陆器一不小心就会出师未捷身先死。
这种锯齿状冰椎尺寸约几公分~数米高,是种透过升华产生的极罕见自然现象,在地球上主要存在于寒冷干燥的高海拔冰川(但不会在高纬度地区形成,因为冬天的太阳温度不够高),如安第斯山脉,称为融凝冰柱或齿列冰锥(penitente)。
当水冰以不同的速度升华(直接从固态变为气态),某些点开始随时间形成小坑,阳光落入这些坑洞后反射,于深处进一步升华,最终创造出尖尖的冰塔,尖峰通常指向正午太阳的位置。
而科学家分析数据后认为,欧罗巴赤道地区的气候条件就类似地球的高海拔冰川,寒冷、干燥导致冰不会融化,但又有明亮、角度恒定、持续照射的阳光,导致冰直接升华,最后留下大规模锯齿状结构,只不过在欧罗巴上,这些冰锥可能高达 5 层楼高,因为时间已累积 5,000 万年。
如果 NASA 未来真的计划发射欧罗巴着陆器,那么降落地点势必要三思,研究主要作者 Dan Hobley 说,离赤道越远越安全。新论文发表在《自然-地球科学》(Nature Geoscience)期刊。
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(首图为位于阿塔卡马沙漠的融凝冰柱,来源:ESO)