探索土卫二的内部秘密

美国西南研究所的一个研究小组开发了一个新的地球化学模型，该模型揭示了土星的海洋卫星恩克拉多斯(Enceladus)内部的二氧化碳可能受到其海底化学反应的控制。通过研究月球表面冰层的裂缝释放出的气体羽流和冰冻的海水喷雾，科学家发现卫星内部的情况比之前认为的要复杂得多。

“通过了解羽流的构成，我们可以了解海洋是什么样子，如何要这种方式以及是否提供了环境，我们知道它可以生存的生命，“SwRI的Christopher Glein博士说，在《地球物理研究快报》的一篇论文的第一作者概述了这项研究。“我们提出了一种分析羽流成分的新技术，来估计海洋中溶解的二氧化碳浓度，这使得建模能够探测更深层次的内部过程。”

对美国宇航局卡西尼号宇宙飞船的质谱数据分析表明，月球岩石内核和地下海洋液态水之间的地球化学反应可以很好地解释其丰富的二氧化碳，将这些信息与之前发现的二氧化硅和氢分子(H2)结合起来，就可以发现一个更复杂、地球化学上更多样化的地核。

“根据我们的发现，土卫二似乎证明了一个大规模的碳封存实验，”格林说。“在地球上，气候科学家正在探索是否可以利用类似的过程来减少工业排放的二氧化碳。利用两个不同的数据集，我们得出了二氧化碳浓度范围，有趣的是，这与在海底溶解和形成某些含硅和含碳矿物混合物的情况相似。”

另一种导致这种复杂性的现象是土卫二内部可能存在的热液喷口，在地球的洋底，热液喷口释放出热的、富含能量的、富含矿物质的液体，这些液体使独特的生态系统得以繁衍生息。

SwRI的Hunter Waite博士是卡西尼离子中性质谱仪(INMS)的首席研究员。“虽然我们还没有在土卫二的海洋中发现微生物生命存在的证据，但越来越多的化学失衡证据提供了一个诱人的暗示，即在土卫二的冰壳下可能存在宜居条件。”

2015年10月28日，卡西尼号在任务结束前近距离飞越土卫二，科学界继续从中获益。INMS在航天器飞过羽流时检测到了H2，而另一台仪器早些时候检测到了微小的二氧化硅颗粒，这两种化学物质被认为是水热过程的标志。

“观察到的不同来源的二氧化碳、二氧化硅和氢意味着在一个异质岩石核心的矿物和热多样性环境，”Glein说。“我们认为地核是由碳化的上层和蛇形的内部构成的。”碳酸盐通常以沉积岩的形式出现，如地球上的石灰岩，而蛇纹石矿物则是由富含镁和铁的火成岩海底岩石形成的。

有人提出，在岩心深处，还原生铁的热液氧化产生H2，而热液活动与含石英岩相交叉产生富硅流体。这些岩石还可能通过涉及海底硅酸盐和碳酸盐的低温反应影响海洋的二氧化碳化学。

Glein说:“由异质核心结构可能产生的生命是很有趣的。”“这个模型可以解释行星的分化和改变过程是如何产生地下生命所需的化学(能量)梯度的。”

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