冥王星地下海洋不封冻原因:存在地下气体绝缘层

冥王星地下海洋不封冻原因:存在地下气体绝缘层
2019年05月22日 08:01 新浪科技
这是2015年7月由“新视野”号探测器传回的冥王星图像,图中白色的大片区域即为“斯普特尼克平原”  这是2015年7月由“新视野”号探测器传回的冥王星图像,图中白色的大片区域即为“斯普特尼克平原”

  新浪科技讯 北京时间5月22日消息,科学家们相信,在冥王星的冰冻表层之下存在一个地下海洋,并且他们也相信,这样的地下冰冻海洋在宇宙中是十分普遍存在的。

  可是为何这样的地下海洋不会冻结呢?毕竟冥王星并不算很大。一项最新研究中,科学家们给出的猜测是:存在一层气体绝缘层,将冥王星的地下海洋与外部的低温环境隔离了开来,实现了某种意义上的保温作用。研究人员认为,相类似的现象在其他相似的星球上应当是普遍存在的。

  这项研究的第一作者,日本北海道大学的鎌田俊一教授在一份媒体声明中表示:“这可能意味着,宇宙中的海洋要比我们原先设想的更加普遍,也因为这一点,地外生命存在的几率将变得更高。”

  关于冥王星地下存在海洋的证据之一,来自冥王星表面所谓“斯普特尼克平原”(Sputnik Planiti)的位置,这是一个直径超过1000公里的巨大的心形平原,表面被一层广袤的白色氮冰层覆盖,在2015年美国“新视野”号探测器传回的所有冥王星近距离图像中,这个独特的“爱心”成了冥王星最具特色的地表特征。

  “新视野”号的观测显示,“斯普特尼克平原”与冥王星的引潮力方向一致,在这一方向上,冥王星最大的卫星冥卫一(卡戎)对冥王星施加的引潮力最大。科学家们认为冥王星之所以会形成这样的情况,是因为在靠近“斯普特尼克平原”的地区,存在某种额外的质量集中区域。

  这种额外质量集中是怎么来的?原先的研究认为,这种情况可能源自“斯普特尼克平原”上大量氮冰的堆积,以及其地下的海洋。当远古时期,在一次彗星撞击事件中形成了后来成为“斯普特尼克平原”的大型撞击盆地之后,这个海洋中的大量水体涌出并结冰,于是造成了该地区的质量集中。

  但是,在漫长的46亿年之后,这个地下海洋还能保持液态吗?毕竟,冥王星作为一颗矮行星,它围绕太阳运行,而并不像木卫一,土卫二那样围绕一颗气态巨行星运行,从而可以通过巨行星施加的剧烈引潮力中获得加热。正是由于这样的加热机制,木卫一和土卫二都得以保存有液态的地下海洋。

  在此次的最新研究中,科学家们给出了一个全新的解释:鎌田俊一教授和同事们设想一层所谓“气体水合物”,也就是类似冰的固体,但是其中水分子间的间隙内困有大量气体,这种神奇的物质层就存在于冥王星冰层下方。这样的一层物质,会起到什么明显的作用吗?

  为了检验这一假设,鎌田俊一教授研究组进行了计算机模拟推演。结果出乎意料:在假定不存在这种“气体层”的情况下,冥王星的地下海洋在短短数亿年内就完全冻结了。而在加入这层“气体层”之后,冥王星上的地下海洋竟然可以保持液态至今。同时,研究也发现,这层物质层也通过隔绝热量向地下深处传导,确保了冥王星地表的绝对低温环境,从而可以解释在冥王星地表观察到的冰层厚度。

  不过,目前还无法确定,这样一个设想中的物质层是否的确存在,也暂时无法确定这层物质层中困在水分子间的气体究竟是何种气体成分。研究组更倾向认为是甲烷,主要是因为冥王星大气中含有大量的甲烷物质成分。相关研究论文已经发表在5月20日出版的《自然·地球科学》杂志上。(晨风)

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