木衛二上發現板塊構造

研究人員稱，板塊構造攪動了木星衛星歐羅巴的冰冷外部報告9月7日於自然地球科學。這一發現標誌著宇宙其他地方存在板塊構造的第一個證據。

“地球並不是獨一無二的——我們在太陽系中發現了另一個具有板塊構造的天體，”莫斯科愛達荷大學的行星科學家西蒙·卡滕霍恩說。 “這告訴我們，這個過程不僅可以發生在像地球這樣的岩石行星上。”

雖然之前的觀測已經看到其他行星體（例如土星的衛星泰坦）的表面重塑，例如火山活動。），卡滕霍恩說，歐羅巴是第一個發現的由漂移的構造板塊拼湊而成的行星。

卡滕霍恩認為，木衛二表面上升和下沉的冰塊可能為營養物質從月球表面移動到地下海洋提供了一種機制。這種運輸將增加月球海洋存在生命的可能性。亞特蘭大佐治亞理工學院的天體生物學家布蘭妮·施密特表示，這一機制“對於歐羅巴維持生命的機會非常令人興奮”。

儘管木衛二的冰面形成於 40 億年前，與太陽係其他部分同時形成，但它的冰面卻出奇地年輕，估計有 4000 萬至 9000 萬年的歷史。只有幾十個撞擊坑玷污了它的表面。暗帶在月球上縱橫交錯，溫暖、新鮮的冰湧到寒冷的表面，但仍然有一個謎：舊物質在哪裡？

兩年前，卡滕霍恩和馬里蘭州勞雷爾約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室的合著者路易斯·普羅克特在搜尋 1998 年美國宇航局伽利略號航天器繪製的木衛二路易斯安那州大小的部分時發現了一些奇怪的東西。在木衛二的北半球，有一塊 20,000 平方公里的景觀缺失。就像一張撕破的照片被放置在一起以使碎片重疊一樣，歐羅巴縱橫交錯的表面裂縫沒有正確排列。

研究人員提出，這種差異標誌著兩塊巨大的冰塊撞在一起，其中一塊沉入另一塊之下，並融入月球較溫暖的內部冰中。這一作用類似於地球上的俯衝帶，其中一塊地殼（或構造板塊）滑到另一塊之下。通過研究這些地圖，卡滕霍恩和普羅克特沿著木衛二表面追踪了 1,700 多公里的冰塊之間的邊界，缺失的景觀從這裡深入到了木衛二的內部。他們進一步表明，木衛二的整個表面被分成類似於地球構造板塊的剛性部分網絡。

“木衛二上的俯衝率可能與地球上的俯衝率非常相似，”卡滕霍恩說。由於木衛二體積很小，這個速度可能意味著整個表面會在不到 9000 萬年的時間內自我循環。 “這很令人興奮，”他說，“因為這意味著我們現在有了一種解釋年輕表面的機制。”

卡滕霍恩說，這種攪動可能有利於歐羅巴地下海洋中任何可能的生命。當木星的輻射轟擊月球表面時，更簡單的化學物質可能會形成富含能量的有機營養物質。構造活動為這些表面營養物質提供了一種方式，使其能夠深入到木衛二厚厚的冰殼下的液態水中。

施密特說，這一發現來得正是時候。歐羅巴快艇是 NASA 提議的冰凍月球任務，最近進入了早期設計階段，希望在 2022 年發射。

“我們在木衛二上發現的一切都使它越來越像地球，並且令人興奮地發現我們星球之外的生命潛力，”她說。 “這項研究表明我們需要返回木衛二，而且我們應該盡快返回。”

編者註：本文於 2014 年 9 月 9 日更新，更正了主要圖片來源。