几十年来，欧罗巴吸引了科学家的关注，因为其冰冻表面下可能隐藏着广阔的液态水海洋。这片埋藏的海洋使得木星的冰冷卫星成为研究地球以外是否存在适合生命的条件的最有希望的地方之一。然而，罗格斯大学科学家卢珍德拉·奥哈的新研究表明，抵达欧罗巴深海的物质可能比以前认为的要困难得多。通过欧罗巴冰层的潜在通道的测试在《自然天文学》杂志上发表的一项研究中，奥哈和他的同事们使用计算机模拟来检查欧罗巴全球海洋中的水是否能够通过冰中的裂缝向上移动并在地下浅层水库中积累。如果这样的水库存在，未来的航天器可能比深下方的海洋更容易探测或采样它们。“我们想解决的谜团是，这个旅程是否真的可能，”奥哈说，他是罗格斯大学文理学院地球与行星科学系的副教授。“液态水能否从欧罗巴的深海上升到表面而不在途中结冰？”结果表明，从深海到冰上层的旅程远比许多科学家假设的要不太可能。“有一层冰壳，下面有水，还有很多关于水如何从深埋的地下上升至表面而不在途中结冰的猜测，”奥哈说。“这正是我们认为我们推翻的观点。”浅层水可能有不同来源这一结论可能会显著影响科学家们对未来在欧罗巴发现的解读。如果航天器探测到表面下的液态水的浅层口袋，这些水库可能不包含源自月球深海的水。它们可能是在冰壳局部融化时形成的。这一差异非常重要，因为科学家们被欧罗巴引来是因为液态水、化学物质和能量的结合，而这些都是评估某个环境是否能够支持生命的基本因素。探测浅层水将比探测深埋海洋要容易得多。然而，如果这些水库与海洋隔离，它们可能不会提供关于欧罗巴最具科学吸引力环境的多少信息。欧罗巴克利项目和JUICE接近木星这些发现恰逢两个重要任务正朝木星系统前进。NASA的欧罗巴克利任务于2024年10月发射，预计在2030年4月抵达木星。它将绕行该行星并完成49次近距离飞越欧罗巴。欧洲航天局的木星冰月探测器任务JUICE于2023年4月发射，计划于2031年7月抵达木星。两艘航天器预计将提供关于欧罗巴冰壳、表面化学和潜在地下水的更清晰的图像。欧罗巴克利上的雷达可能帮助研究人员确定浅层水库是否存在，并揭示其大小和结构。在欧罗巴冰冷的表面下方，全球海洋可能保持液态，这是因为木星巨大的引力不断拉伸和压缩卫星。这种运动产生的内部热量被厚厚的冰壳所困住。水能否通过裂缝上升？这项新研究考察了可能作为海洋水在冰中向上移动渠道的狭窄裂缝（称为坡道）。这一概念在某种程度上类似于熔融岩石通过地球地壳的裂缝流动，最终导致火山喷发。在冰冻的世界中，这种涉及水和冰而不是熔融岩石的类似活动被称为冷冻火山活动。奥哈提醒说，这两种过程之间的比较有明确的限制。“冰和液态水与我们在地球上看到的熔岩和火山在根本上是不同的，”他说。“我认为这里缺少一些基本的物理原理，所以我想探索一下。”之前模型可能低估的一个因素是湍流。早期的模拟通常假设水会相对平稳和组织化地在欧罗巴的冰中上升。而罗格斯大学的研究则表明，水会快速而混乱地移动，反复与裂缝的寒冷壁面混合，并迅速将其热量转移到周围的冰中。“这股上升的水将是湍流的，”奥哈说。“它会左右摆动，上下运动，并将有旋转的运动。当这种情况发生时，那液态水在接近表面时将快速降温。”冰晶可能堵塞通道随着上升水失去热量，它可能变得过冷，即使其温度低于正常的冰点仍然保持液态。在这种状态下，称为“细晶冰”的小晶体可能开始