頁:
[1]
探測數據顯示土衛二海洋中可能存在熱液活動(5p)
http://cosmoscape.com/wp-content/uploads/2015/03/PIA19058_hires-1024x640.jpg這幅剖面圖基于最新科研成果描繪了可能存在于土衛二海底的熱液活動。圖像來源：NASA/JPL-CaltechNASA 的卡西尼探測器為科學家提供了首份明確證據，顯示土星的衛星——土衛二上存在熱液活動的跡象。這些現象與地球深海中的熱液活動可能非常相似。在地球以外天体上發現這類現象，為科學開啟了空前的可能性。“土衛二有一個地下海洋，且有明顯的地質活動。而這些新的發現又使其存在適合生物生存環境的可能性進一步增加，”華盛頓 NASA 科學任務指揮部宇航員、副主管 John Grunsfeld 說。“太陽系中可能存在生命的極端環境，能夠讓我們離這樣一個問題的答案更加接近：我們在宇宙中是孤獨的嗎？”http://cosmoscape.com/wp-content/uploads/2015/03/543564main_pia07800-full_full-812x1024.jpg土衛二。圖片來源：NASA/JPL/空間科學研究所
熱液活動是一種自然現象，通常發生在地球的海洋中，當海水滲透到岩層地殼中並發生反應后，會被加熱成富含礦物質的溶液。而此次是人類首次在冰凍衛星上發現這類活動的明確跡象。共有兩篇論文。第一篇發表在《自然》雜志上，文章與卡西尼號在土星系發現的微小岩石顆粒有關。經過四年廣泛的探測器數據分析、計算機模擬和實驗室試驗，研究人員發現這些微小顆粒很可能是溶有礦物質的熱水，在從衛星岩石質的內部向上行進的過程中，與較冷的水相遇形成的。能夠產生這種微小岩石顆粒的作用所需溫度至少是90攝氏度。“我們非常興奮，能夠利用被間隙泉噴入太空的岩石顆粒，它告訴我們的是這顆冰凍衛星的海底，以及海底以下存在著怎樣的條件，”論文的主要作者，博爾德科羅拉多大學的博士后研究員 Sean Hsu 說。在2004年進入土星軌道之前，卡西尼的宇宙塵分析設備就開始對這些富含硅的微小岩石粒子進行反復檢測。研究小組用排除法得出結論，這些粒子就是二氧化硅顆粒，也就是地球上沙子和石英礦的主要成份。這些顆粒的大小具有一致性，最大的直徑約6至9納米，研究人員由此獲知它們可能是從某種特定的進程中產生的。在地球上，此類大小的二氧化硅顆粒產生的最常見方式，是一種特定條件下的熱液活動；也就是當超飽和的二氧化硅弱堿性咸水在經歷大幅降溫的時候。http://cosmoscape.com/wp-content/uploads/2015/03/486922main_PIA12733-4x3_full-1024x768.jpg土衛二明亮的羽冠。來源：NASA/JPL
“我們系統性地探尋了能夠形成納米級二氧化硅顆粒的替代解釋，但是每個新結果都指向一個單一且大致相似的起因，”德國海德爾堡大學卡西尼宇宙塵分析小組科學家，論文合作者 Frank Postberg 這樣說。Hsu 和 Postberg 在東京大學與同事們進行了緊密合作，通過細致的實驗室試驗，對熱液活動假說進行了驗證。這個以 Yasuhito Sekine 為首的日本研究小組，驗證了產生此類二氧化硅顆粒所需的條件。研究人員認為土衛二的海底可能存在著這些條件，在那里來自衛星內部的熱水會與較冷的水相遇。這些二氧化硅顆粒極為微小，這表明它們從熱液的源頭到達地表附近的間隙泉相對較快。從海底到太空距離大約是50千米，這些顆粒所需的時間大約是几個月至几年，否則它們會變得更大。論文作者指出，卡西尼號的引力探測結果表明，土衛二的岩石質核心相對松散且多孔，因此可以使海水滲透到內部，為其與岩石發生作用提供巨大的表面積。http://cosmoscape.com/wp-content/uploads/2015/03/PIA19059_hires-1024x830.jpg這幅插圖描繪的是土衛二由氣体和冰粒構成的噴泉羽冠中甲烷的可能來源。圖像來源：西南研究所
第二篇論文發表在最近的《地球物理研究通訊》上。文章指出，熱液活動可能是土衛二南極地區爆發的氣体冰粒羽冠中甲烷的兩大源頭之一。之前由卡西尼號進行的采樣結果表明，這些羽冠中甲烷的含量相當高，為了找出原因，來自法國和美國的科學家進行了廣泛的模擬，從而得出了這一結論。研究小組發現，這個衛星的高壓海洋里會形成一種被稱為包合物的冰凍物質，它能夠把甲烷分子束縛在水冰的晶体結構中。模擬表明，這種過程能夠使海洋中甲烷的含量明顯減少，所以研究人員必須對羽冠中存在的豐富甲烷作出解釋。一種可能的情形是，熱液活動能夠使海洋中的甲烷達到超飽和。這只須甲烷產生的速度快于它轉變成包合物的速度就可以。第二種可能性是，海洋中的甲烷包合物被帶到了噴發的羽冠中，並在上升的過程中被釋放了出來，就像開香檳一樣。http://cosmoscape.com/wp-content/uploads/2015/03/507116main_n00165591-43_full-1024x769.jpg黑暗的衛星，明亮的噴泉。圖片來源：NASA/JPL/SSI
作者相信，這兩種情形在某種程度上都有可能發生，但是他們注意到了另一篇論文中納米級二氧化硅顆粒的存在，因此傾向于第一種可能性。“我們並沒有預料到針對土衛二海洋中包合物的研究，能夠使大家認識到這些甲烷是從活躍的熱液活動中產生的，”聖安東尼奧德克薩斯大學研究生，論文的主要作者 Alexis Bouquet 說。他和論文合作者 Hunter Waite 一起工作，后者在聖安東尼奧西南研究所的卡西尼離子中子質量分光儀小組主持工作。卡西尼號首次發現土衛二上有活躍的地質活動是在2005年，它發現其南極地區有冰噴泉，並且冰面溫度比預期要高。依靠它强大而充足的科學儀器，卡西尼很快發現土衛二上存在著由水冰和水汽構成的高大羽冠，以及從它布滿皺紋的表面上相對較溫暖的裂縫中涌出的鹽和有機物。2014年的引力科學成果則强烈暗示，在它厚達30-40千米的冰殼下，隱藏著一個深約10千米的海洋。
...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容，請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><div></div>
頁:
[1]