科学家模拟欧罗巴地壳中流体储层的极端条件

时间：2021-06-10 13:52:09 来源：

欧罗巴表面上的Lenticulae地形。/

研究人员进行了一项实验，以帮助解释和重建欧罗巴地壳中流体储层的极端条件。

科学家们认为，溶解在巨大海洋中的水，盐和气体可能存在于欧罗巴结´冰的海底之下，可能会上升到地表，形成与这种红色木星相关的神秘地质构造，这在木星的卫星上可以看到。Centro deAstrobiología（CAB）的研究人员在实验室中用水，二氧化碳和硫酸镁进行的实验证实了这一点。

科学家怀疑木星的冰冷卫星之一欧罗巴内部存在液态水蓄水池，这是地球上生命的基本要素。该理论是从旅行者号和伽利略号任务获得的信息中产生的，这些信息还记录了与´微红色物质相关的裂缝和“混乱的地形”，这与地表水冰的冰川白形成了鲜明的对比。

正如太空任务观察所表明的那样，其中某些地质结构似乎与来自内部的流体上升有关。数据还表明红色物质是水合盐，主要是硫酸镁（MgSO4）。还可以检测到挥发性化合物，例如二氧化碳（CO2），二氧化硫（SO2）和过氧化氢（H2O2）。

现在，在所有这些前提下，天体生物学中心（CAB，INTA-CSIC）的研究人员进行了一项实验，以解释这些流体如何在深层储层和月球表面之间以它们的方式演化。

“就像地球的岩浆浮出水面一样，欧罗巴也可能发生类似的现象。尽管在这种情况下，它将是一种水状低温瘤，它会从冰冷的月球内部演化并向外出现。

为了证实他们的假设，科学家在实验室中模拟了地壳中流体储层的极端条件。特别是高压（最高可再生300巴）和低温（约-4º C）。他们已经观察到在这些条件下，当含有二氧化碳和硫酸镁的水溶液出现并冷却至表面时会发生什么情况。

结果是各种过程类似于地球的火山作用，但温度低于零。根据流体的演化，会形成三种类型的矿物质：水冰，二氧化碳的包合物和非常水合的硫酸镁（泻石，子午线石）。

“这些结晶过程是放热的（它们释放能量）；当冷冻瘤凝固时，它们还会在外壳内部产生体积变化。” VictoriaMuñoz-Iglesias说。“如果在最终的矿物组合中，笼形物的数量少于水合盐的数量，则其体积增加，从而导致正形地形特征和地壳破裂。但是，如果笼形物的比例大于其余固体，或这些相被破坏而释放出气体，则体积会减小，并且上方的地形可能会塌陷。欧罗巴表面的一些混乱地´形可能是通过这种方式产生的。”

研究人员指出，目前解释为这些形成物的微红色是由于木星的带电粒子受到强辐射而形成的盐类化合物的盐类改变而产生的，从而形成了含硫化合物。其他理论指出，对来自邻近卫星Io的火山排放的硫元素进行轰炸。

“无论哪种方式，我们的实验都表明，如果´牵涉到盐水溶液，这可能会解释欧罗巴表面的某些组成，形态和地形特征，这会对地球上的生物产生重要影响，”研究人员总结说。

欧罗巴是太阳系中生命的最佳人选之一。实际上，总统巴拉克·奥巴马（Barack Obama）提出了美国宇航局（NASA）2015年的预算，其中包括一项1500万美元的项目，目的是寻找下一个十年月球上的生命迹象。

欧洲航天局（ESA）还计划在2022年发射木星ICy卫星探测器任务（JUICE）。当航天器到达目的地，即木星的冰冷卫星，到2030年时，它将两次飞越欧罗巴，以测量其神秘地壳的厚度并探索其可居住性。

出版物：木星欧罗巴卫星上H2O–MgSO4–CO2系统中水合矿物的明显集合， Geochimica et Cosmochimica Acta，第125卷，2014年1月15日，第466-475页； doi：10.1016 / j.gca.2013.10.033

图片：NASA / JPL /亚利桑那大学/科罗拉多大学

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