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新研究称冰卫星海洋可在接近冰点温度下“烧开水”沸腾

IP属地 中国·北京 编辑:周琳 IT之家 时间:2025-11-26 16:08:57

IT之家 11 月 26 日消息,科技媒体 ArsTechnica 昨日(11 月 25 日)发布博文,报道称最新研究抛出新观点:外太阳系中一些冰卫星内部海洋的形成过程,可能会导致其水体在接近冰点的温度下沸腾。

研究团队构建了一个通用模型来模拟冰卫星的内部变化,当卫星内部的冰因潮汐加热而融化成液态水时,由于水的密度更高,其内部体积会发生收缩。

然而,卫星外层的刚性冰壳无法随之收缩,这就在冰壳与下方海洋的交界面处形成了一个低压区域,这种压力下降的后果取决于卫星的自身大小和引力强度。

冰卫星表面

对于木卫二(Europa)等大型冰卫星,其强大的引力足以维持交界面的压力,让水保持液态,或者直接导致冰壳因失压而向内坍塌。

然而,对于土卫二(Enceladus)、土卫一(Mimas)和天卫五(Miranda)这样的小型卫星,情况则完全不同。它们的引力较弱,无法有效抵消内部收缩造成的压力骤降。

当压力降低到水的沸点阈值以下时,即使温度仅在冰点之上,海洋表层的水也会开始沸腾,同时,原本溶解在水中的气体也会被释放出来,形成大量气泡。

研究人员估算,土卫二只需融化一个约 14 公里深的海洋,就可能触发沸腾现象;而对于土卫一,所需深度仅为 5 公里。沸腾产生的蒸汽和释放出的气体,可能会像地球上的岩浆一样,侵入并填充冰壳的裂缝。

虽然水蒸气会迅速冷却并凝结,但其他气体(如甲烷、氮气等)将保持气态,持续对裂缝施加压力,可能进一步扩大裂缝,从而影响卫星表面的地质构造。这一理论为我们理解这些遥远天体上观察到的复杂地貌(如土卫二的羽状喷流)提供了全新的物理机制。

标签: 卫星 土卫二 引力 海洋 冰壳 裂缝 气体 冰点 土卫一 木卫二

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