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新研究确定了欧罗巴地区可能存在的冰冻,含水矿床

em一项新研究表明,可能指示生命的化合物可能位于构成Europa所谓的“混沌地形”的疤痕混乱区域内。 / em

科学家说,木星的月亮欧罗巴被认为在其冰冷的外表下拥有一个大海洋,海洋有潜力保存生命。事实上,美国宇航局最近提出的一项任务将访问冰冷的月球表面,以寻找可能指示生命的化合物。但最适合看的地方在哪里?加州理工学院研究生Patrick Fischer的新研究;理查德和芭芭拉罗森伯格教授和行星天文学教授迈克布朗;和JPL的天体生物学家兼行星科学家凯文·赫德(Kevin Hand)认为,它可能在构成欧罗巴所谓的“混乱地形”的疤痕混乱区域内。

有关这项工作的论文已被天文学杂志接受。

“我们已经知道很久以前,欧罗巴的新鲜冰冷表面,覆盖着裂缝和山脊以及转换断层,是广阔的内部咸海的外部标志,”布朗说。混乱地形的区域显示了巨大冰块的特征,这些冰块已经分裂,移位并被重新冻结。这些地区特别感兴趣,因为来自下面海洋的水可能已经通过裂缝上升到地表并且留下了沉积物。

Fischer说:“直接采样欧罗巴的海洋代表了一项重大的技术挑战,未来可能还很遥远。” “但是如果我们能够对混乱区域留下的沉积物进行采样,它可能会揭示下面海洋的组成和动态。”这个海洋被认为深达100公里。

“这可以告诉我们很多关于岩石核心和海洋边界的活动,”布朗补充道。

在寻找这些矿床时,研究人员重新审视了使用OSIRIS光谱仪在夏威夷W. W. Keck天文台于2011年进行的观测数据。光谱仪将光分解为其组成部分,然后测量其频率。每种化学元素都有独特的光吸收特性,称为光谱或吸收带。通过特定波长的光吸收产生的光谱图可用于通过观察反射的阳光来识别欧罗巴表面矿物的化学组成。

OSIRIS仪器测量红外波长的光谱。 “我们期望在欧罗巴找到的矿物质在红外光下具有非常明显的光谱指纹,”Fischer说。 “将其与Keck望远镜中的自适应光学器件的非凡能力相​​结合,您就拥有了一个非常强大的工具。”自适应光学机制通过测量明亮的恒星或激光的图像失真和机械测量来减少地球大气湍流引起的模糊纠正它。

OSIRIS观测产生了来自欧罗巴表面1600个独立点的光谱。为了理解这些数据,Fischer开发了一种新技术来分类和识别光谱特征的主要分组。

“帕特里克开发出一种非常聪明的新数学工具,可以让你自动采集一系列光谱,并且没有预先设定的人为偏差,将它们分类为许多不同的光谱,”布朗说。然后,软件能够将这些读数组与美国宇航局伽利略任务中的欧罗巴表面图相关联,后者从20世纪90年代末开始绘制了木星月球图。由此产生的复合材料为团队感兴趣的地区的构成提供了视觉指南。

分析中出现了三种组成不同的光谱。首先是水冰,主导欧罗巴的表面。第二类包括当离子化的硫和氧 - 被认为源于邻近月球的火山活动时形成的化学物质 - 轰击欧罗巴表面并与天然冰反应。这些发现与Brown,Hand和其他人在识别欧罗巴表面化学方面所做的工作结果是一致的。

但第三批化学指标更令人困惑。它不符合任何一组冰或硫的分组,也不是一个容易确定的盐矿物质集合,例如他们可能预期从以前的欧罗巴知识。镁被认为存在于表面,但光谱特征较弱,而第三组读数与此不匹配。 “事实上,这与之前与欧罗巴有关的任何盐类物质都不一致,”布朗说。

当这第三组被映射到表面时,它覆盖混沌地形。 “我正在查看第三组光谱的地图,我注意到它通常与来自伽利略的图像映射的混沌区域相匹配。这是一个令人惊叹的时刻,“菲舍尔说。 “这项研究最重要的结果是了解这些材料是欧罗巴原生材料,因为它们与最近地质活动的地区明显相关。”

矿床的构成尚不清楚。布朗说:“唯一标识很困难。 “我们认为,在大量海水流出表面然后蒸发后,我们可能会看到剩下的盐。他将这些地区与他们的尘世亲戚进行比较。 “它们可能就像世界沙漠地区的大型盐滩,盐的化学成分反映出水在蒸发前溶解在水中的任何物质。”

根据布朗的说法,欧罗巴的相似矿藏可以提供下面海洋的景观。 “如果你不得不建议海洋水最近融化的欧罗巴地区,并将其化学物质倒入表面,那就是了。如果有一天我们可以对在那里发现的化学物质进行采样和编目,我们可能会了解到欧罗巴海底发生的事情,甚至可能发现有机化合物,这将是非常令人兴奋的。“

该研究的PDF副本:欧罗巴的空间分辨谱学:大规模混沌的不同频谱

来源:加州理工的Rod Pyle