土衛二為何噴冰晶？

    土衛二是土星的第六大衛星，也是太陽系中最亮的衛星，它於一七八九年被發現。在美國太空探測器“旅行者”號於一九八○年代探測土星之前，人們只知道土衛二是一個被冰覆蓋的衛星。一項最新研究指出，由潮汐應力引發的表面裂縫運動，可以解釋土星的衛星土衛二從內部反覆噴發冰晶的現象。

    “卡西尼”探測器早前飛越土星E狀環結構時拍攝到土星和環狀結構之間存在着大量羽狀冰晶微粒，早前研究顯示，這些由土衛二釋放的冰晶微粒不斷地填充着環狀結構的質量。這項發現是德國馬克斯普朗克核子物理協會科學家使用凱西尼探測器的灰塵探測儀發現的，他們發現這些羽狀冰晶物質來源於土衛二，這是行星科學史上的一項重大成果。這不僅由於土衛二是顆奇特活動性衛星，更重要的是土衛二像一個“吹雪機”，將這些冰晶微粒和水蒸汽填充在E狀環結構，並影響着整個太陽系。

    另外，美國太空總署(NASA)探測器日前飛越土衛二時，發現該衛星冰殼的四條大型裂縫中存在噴流，這些裂縫被稱為“虎紋”。這些噴流會噴出冰晶，據推測冰晶源自地下海洋，並在衛星南極上方形成一個寬闊羽流。

    觀測結果表明，噴射活動和羽流亮度的變化規律，與衛星每三十二點九小時繞土星一周的全日潮變化規律相似。人們推測，潮汐應力撕開了“虎紋”裂縫，增強了噴流活動。但這無法解釋為何羽流活動峰值晚於潮汐應力峰值數小時才出現，也不能解釋在土衛二最接近土星後不久，為何觀察到羽流活動較小的第二個峰值。

    美國加州理工學院團隊利用一個數值模型，模擬了潮汐應力作用在衛星冰殼上引發的沿虎紋的變形。在模擬中，沿虎紋斷裂的介面，在軌道周期內周期性地滑動和鎖定，其運動受摩擦力學控制。團隊發現，這種沿着虎紋的周期性走滑運動類似於地球上聖安德列斯斷層的側向滑動，與觀察到的噴流活動模式（包括初次和二次高峰）一致。聖安德列斯斷層約一千三百公里長，位於太平洋板塊和北美洲板塊交界處的錯動性板塊，橫跨美國加利福尼亞州西部和南部以及墨西哥下加利福尼亞州北部和東部的斷層。這是地球上地層活動最頻繁的區域之一，最近一次重大地震紀錄是一九○六年，強度達芮氏規模七點八的三藩市大地震。

    團隊總結稱，潮汐在虎紋彎曲處引發的運動可能導致虎紋局部開裂，並可能促進噴發，類似於地球上沿走滑斷層觀察到的局部火山活動。

    小    米