这幅木星冰月欧罗巴的图像是由NASA的朱诺探测器上公众参与的相机JunoCam在2022年9月29日的飞掠任务中拍摄的。（图片来源：图像数据：NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS | 图像处理：Kevin M. Gill CC BY 3.0）NASA的欧罗巴克利普任务目前正朝着木星进行18亿英里的旅程，负责评估其同名的冰月欧罗巴是否能够支持生命。根据历史上的旅行者号和伽利略号任务的数据，科学家们知道欧罗巴的冰冻外壳下隐藏着一个全球海洋，水量超过了地球所有海洋的总和。在欧罗巴克利普计划的49次近距离飞掠中，行星科学家希望探测器能够检测到由这个地下海洋提供的巨大的水喷泉或温暖的表面水坑，这样就可以方便地从轨道上分析隐藏海洋的化学成分。然而，一项新的研究表明，欧罗巴克利普探测到的任何浅水并不一定是通往欧罗巴海洋的直接窗口。由罗格斯大学行星科学家Lujendra Ojha领导的研究表明，欧罗巴的冰壳实际上是一层远比之前假设的更强大的屏障。对水在冰裂缝中流动的物理模型进行的计算机模拟显示，从海洋上升的液态水会以湍流的方式移动，迅速散失热量，迅速冻结裂缝 —— 往往只需数小时 —— 就会在到达浅层深度之前封闭。Ojha在一份声明中提到：“有一层冰壳，下面有水，所有这些猜测都在讨论这些水如何能从地下深处上升而不冻结。” “那是我们认为我们证伪的东西。”为了测试这一情况，Ojha的团队建立了计算机模拟，以评估海洋水能否通过外壳中的裂缝上升并收集在接近表面的浅水库中。如果这些水库直接由海洋供水，飞过的航天器将比埋藏在几英里深处的海洋更容易探测和分析。尽管早期模型假设水会顺畅流动，但根据这项新研究，现实物理学创造了一个更为混乱的旅程。Ojha在声明中表示：“将会左右晃动，上下浮动，会有旋转运动。当这种情况发生时，液态水在接近地表时会迅速降温。”“水将迅速冷却，保持液态状态的过程称为过冷。”该研究指出，这一现象触发了微小的、像泥浆一样的冰晶的形成，称为碎冰，这些冰晶随后迅速积聚并堵塞通道。虽然较大的裂缝理论上可以承载更大体积的水，但研究结果表明，为了防止完全冻结，这些水道需要“现实地太长或数量庞大”，大学声明中写道。该发现可能会改变科学家对即将到来的欧罗巴克利普数据的解读，该任务计划于2030年4月到达木星，还有欧洲空间局的木星冰月探测器（JUICE）任务。JUICE计划于2031年7月到达，研究木星及其三颗携带海洋的卫星，欧罗巴、木卫二和卡利斯托。如果这些航天器确实发现浅层液态水池或类似的表面特征，Ojha的研究表明，它们更可能是冰壳内部局部融化造成的，而不是源自深海的直接上升。“这有助于未来的任务解读他们所发现的内容，并更好地理解在哪里寻找可居住性的迹象，”Ojha在声明中说。这项研究的结果刊登在《自然天文学》杂志的7月23日的一篇论文中。Sharmila Kuthunur是一位驻印度班加罗尔的独立太空记者。她的作品也曾发表在《科学美国人》、《科学》、《天文学》和《生活科学》等多个出版物上。她拥有波士顿东北大学的新闻硕士学位。