当前焦点!新研究称冰卫星海洋可在接近冰点温度下“烧开水”沸腾

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IT之家 11 月 26 日消息，科技媒体 ArsTechnica 昨日（11 月 25 日）发布博文，报道称最新研究抛出新观点：外太阳系中一些冰卫星内部海洋的形成过程，可能会导致其水体在接近冰点的温度下沸腾。

研究团队构建了一个通用模型来模拟冰卫星的内部变化，当卫星内部的冰因潮汐加热而融化成液态水时，由于水的密度更高，其内部体积会发生收缩。

然而，卫星外层的刚性冰壳无法随之收缩，这就在冰壳与下方海洋的交界面处形成了一个低压区域，这种压力下降的后果取决于卫星的自身大小和引力强度。

冰卫星表面

对于木卫二（Europa）等大型冰卫星，其强大的引力足以维持交界面的压力，让水保持液态，或者直接导致冰壳因失压而向内坍塌。

然而，对于土卫二（Enceladus）、土卫一（Mimas）和天卫五（Miranda）这样的小型卫星，情况则完全不同。它们的引力较弱，无法有效抵消内部收缩造成的压力骤降。

当压力降低到水的沸点阈值以下时，即使温度仅在冰点之上，海洋表层的水也会开始沸腾，同时，原本溶解在水中的气体也会被释放出来，形成大量气泡。

研究人员估算，土卫二只需融化一个约 14 公里深的海洋，就可能触发沸腾现象；而对于土卫一，所需深度仅为 5 公里。沸腾产生的蒸汽和释放出的气体，可能会像地球上的岩浆一样，侵入并填充冰壳的裂缝。

虽然水蒸气会迅速冷却并凝结，但其他气体（如甲烷、氮气等）将保持气态，持续对裂缝施加压力，可能进一步扩大裂缝，从而影响卫星表面的地质构造。这一理论为我们理解这些遥远天体上观察到的复杂地貌（如土卫二的羽状喷流）提供了全新的物理机制。

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