50英尺高的冰刺可能会使登陆木卫二变得困难

一项新研究发现，五层楼高的巨大冰刃可能会覆盖木星卫星木卫二的赤道带，这可能会使任何可能的航天器在那里着陆变得复杂。

木卫二的大小与地球的月球差不多，表面覆盖着厚达 10 至 15 英里的坚硬冰层。科学家认为，这层冰层下隐藏着一个深达 100 英里的咸水海洋。由于地球上几乎任何有水的地方都有生命，因此这片隐藏的海洋可能是寻找外星生命的一个有希望的目标。

为了窥视地壳之下，人类必须向木卫二发射一艘宇宙飞船，并冒险降落在其大部分未知的外部。包括美国宇航局的伽利略轨道器在内的先前任务发现，这颗冰冻的卫星表面布满了脊线和凹槽，但缺乏足够详细的图像来揭示这些特征之间的冰有多光滑或多崎岖。

未来太空探测器在木卫二上可能遇到的情况的一个线索是地球上的极端寒冷和干燥条件。例如，在智利阿塔卡马沙漠的高地，那里有明亮、持续的阳光和寒冷、干燥、静止的空气，太阳光线可以使冰雪升华——变成水蒸气而不先融化。这会留下巨大的刀片状结构，称为“忏悔者”，高达约 16 英尺，全部朝向正午的太阳方向。（忏悔者的名字来源于他们看起来像一群跪着忏悔的会众。）

最近的研究还发现冥王星上存在由冰冻甲烷构成的冰丘。“我们开始想象这些锯齿状地形可能存在于太阳系的其他地方只是时间问题，”研究合著者、加利福尼亚州莫菲特菲尔德美国宇航局艾姆斯研究中心的天体物理学家和行星科学家 Orkan Umurhan 说。Umurhan 和同事今天在《自然地球科学》杂志上发表了他们的研究成果。

为了确定木卫二上是否也存在冰柱，科学家们计算了木卫二表面水冰的升华速率。他们将这些升华速率与其他可能侵蚀这颗冰冻卫星表面的事件进行了比较，例如陨石撞击和木星向木卫二发射的带电粒子轰击。

研究人员发现，升华作用会导致木卫二表面更加粗糙，而其他机制则会使其更加平滑。在木卫二赤道带，他们发现升华作用应该是主要的侵蚀过程，其强度足以在 5000 万年（木卫二表面的平均年龄）内形成高达约 50 英尺、宽约 23 英尺的陨石坑。科学家补充说，这种陨石坑或许可以解释在木卫二赤道附近看到的雷达和热异常现象。

德克萨斯大学奥斯汀分校的行星科学家西里尔·格里马 (Cyril Grima) 表示：“严谨的科学可以帮助我们想象未知行星的表面可能达到从未观测过的规模，这总是令人欣慰的。”他没有参与这项研究。

锯齿状的巨大忏悔者区域可能会对任何登陆木卫二的太空任务构成威胁，例如“NASA 的木卫二着陆器概念，一个四足静态平台”，格里马说。如果科学家未来想在木卫二的赤道纬度着陆探测器，侦察以确定忏悔者的位置是关键。“即将发射的木卫二快船的有效载荷非常适合这种探测，”他指出。

未来的侦察任务也有可能根本找不到任何忏悔者。加州帕萨迪纳 NASA 喷气推进实验室的天体生物学家兼行星科学家凯文·汉德 (Kevin Hand) 表示，研究人员用于研究地球上忏悔者形成的计算机模型可能不适用于木卫二，因为与地球不同，木卫二没有真正的大气层，冰通常含有盐和含硫化合物，他没有参与这项研究。

“我们研究过这个问题，我们决定最好的办法就是在实验室里建造木卫二，”汉德补充道。“到目前为止，我们的团队还没有在与木卫二类似的条件下在实验室中看到过忏悔石的形成。我敢肯定木卫二上确实存在奇怪的构造，但它们的形成原理与地球上的忏悔石形成原理不同。”

木卫二可能不是科学家们发现忏悔石或类似奇怪结构的最后一个地方。“很明显，升华形成的地貌在太阳系的冰体中可能相当普遍，”乌穆尔汉说。“当你去阿塔卡马沙漠看到这些时，感觉非常超凡脱俗，现在我们发现情况确实如此。”