木卫二是一个非常有活力的卫星,它的表面只有4000万到9000万年的历史(这是由陨石坑数量决定的),这表明它在不断地更新其面貌,木卫二地表完全被正在活动的地貌所淹没:长长的山脊、大片破碎的“混乱”地形区域,以及较小的隆起和圆形坑区,同样清楚的是,在其坚硬的冰冻表面下,木卫二蕴藏着液态水的深海。
但是围绕木卫二的最大谜团之一是那层冰壳到底有多厚?
解决这个问题对于了解木卫二的内部结构、地质历史,甚至其隐藏的海洋为外星海洋生物提供栖息地的可能性至关重要。
在行星科学界,关于薄冰和厚冰的争论一直在持续。
木卫二的冰壳是否足够薄,以至于下面的海洋偶尔会融化并打破表面,从而形成可观察到的混乱区域?
还是冰层很厚,地貌是由木卫二壳内的固态对流形成的?
厚厚的冰相对温暖的冰块有浮力上升,使表面变形。
问题是,可以查看的木卫二表面特征的图像,大部分是由伽利略探测器在20世纪90年代末拍摄的。
科学家绘制了所有大致大小在1公里到50公里之间为圆形的特征,在现有的木卫二图像中可见,这些特征可能是由内部地质过程创造的,他们还利用关于景观细节的新的地形数据,例如特征的坡度和高度或深度。
当分析所有已确认的坑、隆起和混乱区域的大小分布数据时发现,在直径约5 -6公里处有一个峰值,比这更小或更大的特征越来越不常见了,事实上,根本没能找到任何直径小于3.3公里的坑,即使是在最高分辨率的图像中。
如果木卫二的冰壳足够薄,可以发生融化事件,那么这种大小分布就会与你所期望的发现相反。因此,分析支持这样一种解释,即表面特征是由上升的暖冰产生的,因此,木卫二的冰壳可能很厚而不是很薄。
他们计算出,当这些表面特征形成时,冰壳至少有3到8公里厚。
但所有这些仍然只是对木卫二冰壳厚度的推测。
好消息是,高分辨率成像,特别是未来诸如ESA的JUICE(木星和冰卫星探测器)或NASA的木卫二(Europa Clipper)等任务所承诺的地面穿透雷达测量,可能很快就能一劳永逸地解决这场争论。