木卫二有水 木卫二上究竟有多少水?

2019-02-27 - 木卫二

根据美国宇航局伽利略木星探测器在1995至2003年期间收集的数据,木卫二的冰层下,隐藏着一个极深的全球性液态水海洋。这个海洋加上冰层的总厚度大约在80至170公里之间。

按平均深度100公里计算,木卫二上的所有水,如果聚集成一个球,其半径大约是877公里。这个水球如果和地球的总含水量相比大致相等;如果单和地球海洋中的水相比,则是后者的2至3倍。

木卫二有水

▲木卫二(左)和地球水量(蓝色)、地球(右)之比较

科学家是用什么方法获知存在这个海洋,并测出它的深度的呢?

首先,科学家用伽利略探测器获得的引力探测数据建立了许多模型,在这些模型中,最合理的一个,表明木卫二内部很可能存在一个厚度约80至170公里的水层(既包含冰,也包括水)。

木卫二有水

但是引力数据并不包含与这个水层的状态有关的信息,也就是无法区分出哪部分是冰,哪部分是水。因此科学家还要探测木卫二在木星磁场作用下产生的感应磁场(电流),获知这个水层的导电性,进而推算出冰下液态水海洋的深度。

木卫二有水

木卫二的海洋和地球上的海洋一样,是一种导体。因此当它在木星的磁场中穿行时,就会像发电机一样产生电流。这一电磁感应的强度,能够透露出许多和产生这一过程的物质有关的信息。

▲木卫二可能拥有的内部结构。NASA / JPL

木卫二有水

木卫二的感应磁场还会和木星周围的等离子体发生相互作用。这些等离子体被称为木星磁层等离子体。它们相互作用的原理和地球极光的产生机制相似。综合各方面的数据,科学家就能够构勒出一个与木卫二海洋导电性和深度有关的大致轮廓。

科学家据此得出的结论是,这个液态水海洋的深度在25至100公里之间。海洋深度的确切数字,则有待未来探测器对木卫二海水成份信息的获取。

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