木星的月亮欧罗巴可能有俯冲带

分类栏目:科技支持

点击:19

以前的研究暗示木星的卫星Europa可能会发生类似俯冲的事情。一项新的研究提供了地球物理证据,证明它确实可能发生在月球的冰壳上。 NASA / JPL-Caltech / SETI研究所

em新的研究表明,木星的月亮欧罗巴可能有俯冲带,它可以为地下海洋提供生命化学食物。 / em

布朗大学的一项研究提供了新的证据,表明木星的月亮欧罗巴的冰壳可能具有与地球上类似的板块构造。板块构造活动的存在可能对认为存在于月球表面之下的海洋生物的可能性有重要影响。

这项发表在“地球物理研究:行星杂志”上的研究利用计算机模拟显示,俯冲作用 - 当一块板块在另一块板块下滑动并深入地球内部时 - 在欧罗巴的冰壳中实际上是可能的。这一发现加强了对欧罗巴地表地质的早期研究,该地区发现了月球冰壳看起来正在扩张的区域,这种区域与地球上洋中脊扩张的山脊相似。俯冲的可能性为构造谜题增添了另一块。

布朗地球,环境和行星科学系的助理教授,该研究的主要作者布兰登约翰逊说:“我们有这种扩展和传播的证据,所以问题变成了这种材料的去向? “在地球上,答案是俯冲带。我们展示的是,根据欧罗巴条件的合理假设,也可能在那里发生俯冲,这真的很令人兴奋。“

约翰逊说,激动的部分原因是表面结皮富含氧化剂和其他化学食品。俯冲提供了一种手段让食物接触地下海洋科学家认为可能存在于欧罗巴冰层下。

“如果海洋确实存在生命,那么俯冲就会提供一种方式来提供营养物质需要,“约翰逊说。

冰上的潜伏

在地球上,俯冲的主要驱动因素是下降板块与周围地幔之间的温度差异。地壳物质比地幔物质凉得多,因此密度更大。密度增加提供了将板块沉入地幔深处所需的负浮力。

虽然以前的地质研究已经暗示欧罗巴可能会发生类似俯冲的事情,但并不清楚这个过程如何在冰冷的世界上发挥作用。约翰逊说,有证据表明,欧罗巴的冰壳有两层:一层很薄的外层冰盖,位于一层稍微暖和的对流冰层上面。如果外部冰盖上的盘子被推入下面的冰块中,其温度会迅速升温至周围冰块的温度。在这一点上,板坯将具有与周围冰块相同的密度,因此会停止下降。

但约翰逊和他的同事们开发的模型表明,无论温差如何,欧罗巴都可能发生俯冲。该模型表明,如果表层冰壳中存在不同量的盐,它可能为板块俯冲提供必要的密度差异。

约翰逊说:“将盐加入冰块中就像加入少量重量一样,因为盐比冰更致密。 “所以,不是温度,我们表明,冰的盐含量的差异可以使欧共体发生俯冲。”

而且有充分的理由怀疑欧罗巴确实存在盐含量的变化。有一些地质证据表明偶尔从欧罗巴地下海洋涌出的水 - 这种过程类似于地球上地幔上涌的岩浆。这种上升会使高含量的盐含量上升。还有一种可能是冷冻海洋生物,其中咸海洋内容物实际上喷射到表面上。

约翰逊说,除了支持欧罗巴居住的海洋,这项研究还表明太阳系中有一个新的地方来研究一个在我们自己的星球演变过程中发挥重要作用的过程。

“认为我们可能在地球以外的某个地方有板块构造,这很有趣,”他说。 “从比较行星学的角度思考,如果我们现在可以在这个完全不同的地方研究板块构造学,它可能能够帮助我们理解板块构造学是如何在地球上开始的。”

约翰逊的论文合着者--Rachel Sheppard,Alyssa Pascuzzo,Elizabeth Fisher和Sean Wiggins--都是布朗大学的研究生。他们参加了约翰逊提出的名为“海洋世界”的课程,该课程侧重于欧罗巴这样的身体,这些身体被认为在冰冷的壳下有海洋。

“这篇论文是我们一起合作完成的一个课程项目,”约翰逊说,“我们想出了一些有趣的结果,这令人兴奋。”

出版物:Brandon C. Johnson等人,“孔隙度和盐含量决定了如果在Europa的冰壳中可能发生俯冲,”JGR,2017; DOI:10.1002 / 2017JE005370

来源:布朗大学