木卫二赤道地区可能存在尖锐的“齿列冰锥”。

　　阿根廷安第斯山脉中部地区的“齿列冰锥”。维基百科

　　美国雷尼尔山区的“齿列冰锥”。维基百科

　　智利查南托高原的“齿列冰锥”。维基百科

　　最近一篇发表在《自然：地质科学》上的文章认为，在木星的卫星木卫二“欧罗巴”上着陆，有被尖锐的“齿列冰锥”刺穿的危险。

　　木卫二被认为是太阳系中最有可能存在“类地生命”的天体之一，因为在它冰封的表面下，隐藏着一个巨大的液态水海洋。这个海洋相对温暖，可能具有维持生命的能力。

　　NASA计划在2020年代，向木卫二发射探测器。这个被命名为“木卫二快帆”的探测器将从空中对木卫二进行研究。但从科学家的角度来看，着陆甚至钻透木卫二冰面更为理想。

　　假如木卫二表面真的存在许多尖锐的冰锥，那么登陆木卫二的过程就会被复杂化。

　　“齿列冰锥”（Penitentes）是由成片尖刺状冰组成的阵列，由冰经历升华，亦即直接由固态变成气态的过程后形成。地球上的“齿列冰锥”分布在寒冷干燥的地区，首例观测记录当归于查尔斯·达尔文名下。1830年代，达尔文在观测记录中提到了安第斯山脉的“齿列冰锥”，但他当时错认它们为风蚀的产物。

　　而今天的学者们普遍认为，光滑的冰面实则也存在着细微的差异，这种差异会导致冰面各处升华速度略有不同，升华速度的不同反过来又会导致冰面各处对阳光的吸收和反射能力差异进一步扩大。“齿列冰锥”就是这一过程的产物。在地球上，它们的高度可达4米，其尖刺顶端通常直指正午太阳所在的位置。

　　而在木卫二上，存在着相似的干冷环境。首先木卫二没有大气；其次由于它被木星潮汐锁定着，太阳的入射角度不会变化，没有四季的更迭，只有昼夜的交替。

　　当然“齿列冰锥”究竟是否会出现在这个没有空气的卫星表面，还与一系列其他因素有关。比如木星强大的辐射带，会给在此间穿行的木卫二带来什么样的影响？陨石又会给木卫二带来什么样的影响？等等。

　　文章认为，虽然空间气候有破坏木卫二表面“齿列冰锥”的能力，但是由于木卫二赤道附近地区——南北纬23度之间——的升华速度较之空间气候的侵蚀速度更快，对“齿列冰锥”的成长是有利的。

　　而且，以往人们利用雷达和热力学探测手段，在木卫二赤道附近发现的一些疑点，也能够用这些地方存在“齿列冰锥”来解释。

　　文章认为，木卫二表面的“齿列冰锥”高度可达15米，冰锥的平均间距大约是7.5米。

　　木卫二可能并不是地球以外唯一一个存在“齿列冰锥”的太阳系天体。“新视野”探测器飞掠冥王星时在后者表面发现的“刀锋状地貌”，可能也是“齿列冰锥”，只不过组成这些冰锥的不是水冰，而是甲烷冰。

　　目前我们还无法看到这些“齿列冰锥”，此前探测器的分辨率不足以解析出它们。若干年后，当“木卫二快帆”入轨后，它的成像能力应当拥有足够高的分辨率，来对此加以检验。

　　“齿列冰锥”的存在，无疑会给未来打算在木卫二表面着陆的探测器带来麻烦。当然即使它们确实存在，也无法阻挡人类征服新世界的脚步。我们只要绕着走就行了。

　　“伽利略”探测器拍摄的木卫二。维基百科

　　参阅：

　　https://www.nature.com/articles/s41561-018-0235-0.epdf

　　星空天文系头条号签约作者