丢失：木卫二巨大冰壳

木卫二长期以来一直是太阳系最迷人的世界之一，它可能受到与地球表面非常相似的力量的影响：板块构造。

木卫二是木星四大卫星之一，表面覆盖着水冰，下方很可能有一片自由流动的水海洋。木星巨大的引力使水保持液态，从而在木卫二的核心形成潮汐，使岩石保持足够的温度。此外，木卫二的表面是太阳系中最光滑的表面之一，几乎没有撞击坑的迹象。长期以来，专家们一直认为，从行星年龄尺度来看，这颗卫星的冰壳非常年轻，某种东西导致冰消失并随着时间的推移重新形成。

现在，两位科学家提出了令人信服的论据，即木卫二的表面是由冰板块构造形成的。地质学家西蒙·卡滕霍恩和行星科学家路易斯·普罗克特研究了伽利略号航天器十多年前收集的高分辨率图像，发现证据表明，木卫二表面的冰幔由板块状部分组成，这些部分在温度稍高的冰层上移动，类似于地球表面巨大的岩石板块在较弱的矿物层上移动的方式。他们的研究结果刚刚发表在《自然地球科学》杂志上。

卡滕霍恩说，木卫二的冰面“被各种地貌、裂缝、山脊和我们称之为带状的地貌网络纵横交错，它们以各种不同的方向排列，图案也非常独特。如果你拍一张照片，打印出来，然后把它切成小块，像拼图一样扔到一堆，你就能把它们重新拼起来。我们把这些碎片取出，并将它们按时间倒退，创造出木卫二表面的原始照片。”

“就像拼图一样，你可以把它们重新拼在一起。”

在地球上，扩张的海底在曾经统一的大陆块之间形成了缝隙；在木卫二上也有类似的特征，称为扩张带。“你可以关闭这些带，就像你把地球上的海洋盆地移开，让各大洲重新聚在一起一样，”卡滕霍恩说，在一些地方，这些带会将匹配的边缘拼凑在一起。木卫二的一些冰板也显示出横向移动的证据，形成了类似加州圣安德烈亚斯断层的转换断层。

但在某些地方，“当我们（虚拟地）将一些板块移回原位以创建原始图案时，图片中出现了很大的空白，”卡滕霍恩说，“就好像其中两块碎片掉到了地上，你找不到它们了。”他说，这表明木卫二表面曾经存在的一些东西已经消失了。

在地球上，这可能是俯冲带的证据：一块大陆板块向下滑动到另一块大陆板块下方，重新融入地球岩石地幔。卡滕霍恩和普罗克特认为，在木卫二上，这表明一块超冷表面冰正在向下移动，重新融入略温暖的卫星冰幔。他们把这些区域称为吸收带。

“我们并不是说板块俯冲然后融化，”卡滕霍恩说。“我们说的是板块正在吸收”——或者在热量、压力和可能的化学反应的作用下与下面的冰重新结合。在这些缺失的空隙边缘，有非常独特的表面特征——被称为吸收带的板状区域，几十公里宽的宽阔平坦的冰区，在那里发生了变形。类似的陆地变形发生在地球的俯冲带上。

在最顶层的冰板上，研究人员还发现了“冰冻岩浆”的迹象：一种像雪泥一样的物质喷涌到表面，然后冻结。但与地球熔岩的相似性几乎就到此为止了。“即使在木卫二上，水的密度也比冰大，”卡滕霍恩说。“要让液态水浮到表面，你必须迫使它穿过密度较低的物质。”因此，虽然俯冲压力可能迫使水浮到木卫二表面，但这些冰冻岩浆的起源仍然是个谜。

“也许冰架内已经存在液体袋——几年前发表了一篇论文——类似于南极洲的冰下湖，”他说。“如果它们以某种方式受到挤压，这些液体就会被带到表面。”

卡滕霍恩和普罗克特将继续使用伽利略号的数据研究木卫二上其他地点的板块构造迹象。但“这些图像已经有十多年历史了，”他说。“[其中]还有许多值得重新发现的东西，但我们已经开始挖掘出最底层的东西了。我们需要新的数据。”

卡滕霍恩对木星卫星进行了近二十年的研究，他希望木卫二上地质构造活动的证据——木卫二是太阳系中除地球以外唯一有地质构造活动迹象的天体——将有助于推动美国宇航局“木卫二快船”计划的实施，该计划旨在对木星的卫星开展新的科学探测任务。

“我认为这是 16 年工作的结晶，真的是一项充满爱的劳动，”他说，“旨在揭开木卫二上发生的事情之谜。”

更正：本文的早期版本错误地描述了木卫二沿吸收带的一些表面特征，并将其与地球沿俯冲带的特征进行了比较。我们对此错误深表遗憾。