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神秘土卫二“虎纹”裂缝:与太阳系其他星球都不一样

科普小知识2022-07-09 17:59:27
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根据英国《每日邮报》的报道,研究人员最近设计了一个计算模型来研究土卫二表面神秘的“老虎条纹”。该结构与表面物理有关。

当卡西尼第一次观察土星系统时,人们发现土卫二表面的虎纹不同于太阳系的其他行星。这些虎纹相互平行,延伸约130公里。它们距离第一个“老虎条纹”(科学家称之为“巴格达”裂缝)大约35公里。有趣的是,虎纹持续喷发水和冰物质,这在太阳系的其他冰冻行星或卫星中还没有发现。

“老虎条纹”集中在土卫二的南极,因为裂缝首先出现在这个区域。与此同时,由于土星对土卫二的潮汐效应,裂缝保持开放,水冰物质不断喷出。土卫二表面出现“老虎条纹”是为了防止裂缝愈合。这个过程不断地膨胀和收缩裂缝,将裂缝冲入喷出的水冰中,以防止水冰再次结冰,并使裂缝闭合。

研究小组特别感兴趣的是,为什么这些条纹只集中在土卫二的南极,为什么它们分布如此均匀。

最新研究发现,土卫二的南极是第一个形成“巴格达”裂缝的地方。在喷洒水和冰后,它逐渐沉积在边缘区域,形成相距35公里的其他类似老虎的裂缝。由于土卫二的偏心轨道,卫星经历了内部加热。由于土卫二和土星之间的距离不断变化,卫星不会完全冻结,所以它看起来有轻微的变形。

根据计算模型,土星的引力导致土卫二两极的裂缝。冰盖位于最薄的区域。当水结冰时膨胀,当冰原从下面变厚时,海洋底部的压力会增加,导致冰原表面出现裂缝。

因为南极冰层相对较薄,裂缝最有可能出现。当水冰从裂缝中涌出时,裂缝不冻结,裂缝继续张开,地下海水涌出,冰材料在回落到表面后再次冻结,促进裂缝两侧平行的结构裂缝。当冰材料在喷射后再次下落时,冰层的表面弯曲并逐渐形成平行的断裂结构。

表面的老虎结构只在土卫二上形成。由于这些裂缝的存在,对土卫二的深海取样和研究将会很方便。天文学家对土卫二的地下海洋破裂很感兴趣,掌握土卫二的形成和运行机制非常重要。