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冥王星地下海洋不封凍原因:存在地下氣體絕緣層

冥王星地下海洋不封凍原因:存在地下氣體絕緣層

新浪科技 2019-05-23

  冥王星地下海洋不封凍原因:存在地下氣體絕緣層

  這是2015年7月由“新視野”號探測器傳回的冥王星圖像,圖中白色的大片區域即為“斯普特尼克平原” 

  科學家們相信,在冥王星的冰凍表層之下存在一個地下海洋,并且他們也相信,這樣的地下冰凍海洋在宇宙中是十分普遍存在的。

  可是為何這樣的地下海洋不會凍結呢?畢竟冥王星并不算很大。一項最新研究中,科學家們給出的猜測是:存在一層氣體絕緣層,將冥王星的地下海洋與外部的低溫環境隔離了開來,實現了某種意義上的保溫作用。研究人員認為,相類似的現象在其他相似的星球上應當是普遍存在的。

  這項研究的第一作者,日本北海道大學的鎌田俊一教授在一份媒體聲明中表示:“這可能意味著,宇宙中的海洋要比我們原先設想的更加普遍,也因為這一點,地外生命存在的幾率將變得更高。”

  關于冥王星地下存在海洋的證據之一,來自冥王星表面所謂“斯普特尼克平原”(Sputnik Planiti)的位置,這是一個直徑超過1000公里的巨大的心形平原,表面被一層廣袤的白色氮冰層覆蓋,在2015年美國“新視野”號探測器傳回的所有冥王星近距離圖像中,這個獨特的“愛心”成了冥王星最具特色的地表特征。

  “新視野”號的觀測顯示,“斯普特尼克平原”與冥王星的引潮力方向一致,在這一方向上,冥王星最大的衛星冥衛一(卡戎)對冥王星施加的引潮力最大。科學家們認為冥王星之所以會形成這樣的情況,是因為在靠近“斯普特尼克平原”的地區,存在某種額外的質量集中區域。

  這種額外質量集中是怎么來的?原先的研究認為,這種情況可能源自“斯普特尼克平原”上大量氮冰的堆積,以及其地下的海洋。當遠古時期,在一次彗星撞擊事件中形成了后來成為“斯普特尼克平原”的大型撞擊盆地之后,這個海洋中的大量水體涌出并結冰,于是造成了該地區的質量集中。

  但是,在漫長的46億年之后,這個地下海洋還能保持液態嗎?畢竟,冥王星作為一顆矮行星,它圍繞太陽運行,而并不像木衛一,土衛二那樣圍繞一顆氣態巨行星運行,從而可以通過巨行星施加的劇烈引潮力中獲得加熱。正是由于這樣的加熱機制,木衛一和土衛二都得以保存有液態的地下海洋。

  在此次的最新研究中,科學家們給出了一個全新的解釋:鎌田俊一教授和同事們設想一層所謂“氣體水合物”,也就是類似冰的固體,但是其中水分子間的間隙內困有大量氣體,這種神奇的物質層就存在于冥王星冰層下方。這樣的一層物質,會起到什么明顯的作用嗎?

  為了檢驗這一假設,鎌田俊一教授研究組進行了計算機模擬推演。結果出乎意料:在假定不存在這種“氣體層”的情況下,冥王星的地下海洋在短短數億年內就完全凍結了。而在加入這層“氣體層”之后,冥王星上的地下海洋竟然可以保持液態至今。同時,研究也發現,這層物質層也通過隔絕熱量向地下深處傳導,確保了冥王星地表的絕對低溫環境,從而可以解釋在冥王星地表觀察到的冰層厚度。

  不過,目前還無法確定,這樣一個設想中的物質層是否的確存在,也暫時無法確定這層物質層中困在水分子間的氣體究竟是何種氣體成分。研究組更傾向認為是甲烷,主要是因為冥王星大氣中含有大量的甲烷物質成分。相關研究論文已經發表在5月20日出版的《自然·地球科學》雜志上。

責任編輯:sun

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