矮行星冥王星(左)和它最大的卫星卡戎的艺术作品。(Image credit: Mark Garlick/Science Photo Library/Getty Images)
据美国太空网（By Robert Lea）：冥王星的大卫星冥卫一的冰冷火山作用及其表面的断裂带可能是由次表层冻结的海洋冲破薄冰壳造成的。
新的模型表明，当卡戎的内部海洋冻结时，它可能会沿着它的中部形成深而长的凹陷，但这可能意味着外壳比目前预测的月球历史上的某个时间点更薄。这些模型还表明，在卡戎的北半球，含有冰、水和其他物质的低温火山不太可能爆发。
当美国宇航局的新视野号飞船在2015年访问冥王星-卡戎系统时，卡戎的冰冷地质特征令科学家感到震惊，此前他们认为卡戎是一个惰性的冰球。从那时起，由西南研究所(SwRI)研究人员领导的科学小组一直在调查新视野号的数据，试图发现这些寒冷地质特征的原因。
团队成员和SwRI研究员Alyssa Rhoden是冰卫星的地球物理学专家，特别是那些拥有自己的海洋的卫星。
“地质解释和热轨道演化模型的结合意味着卡戎有一个最终冻结的地下液态海洋，”她在一份声明中说(在新标签中打开)。“当内部海洋结冰时，它会膨胀，在其冰冷的外壳中产生巨大的应力，并给下面的水加压。我们怀疑这是卡戎大峡谷和低温火山流的来源。”
罗登模拟了当卡戎下面的海洋冻结时，其冰壳中的裂缝是如何形成的，以更好地了解这个卫星表面和内部的演变。模型中考虑的海洋由水、氨以及两者的混合物组成。尽管氨可以充当防冻剂，高浓度可以帮助保持液态海洋的持续时间，罗登发现海洋的不同成分对他们的结果没有实质性的影响。
当冰冻的海洋对卡戎的外壳施加压力时，裂缝穿透了整个外壳。随着海洋体积的增加，它对上面的液体施加了压力，导致液体通过裂缝喷发到卡戎表面。
该团队寻找条件，使裂缝完全穿透卡戎的冰壳，连接地表水和地下水，以允许海洋来源的低温火山作用。这揭示了当前围绕冥王星的卫星演化的理论可能是不正确的。这是因为这些理论表明，卡戎冰壳太厚，无法被海洋冻结产生的应力完全破裂。
一张卡戎的图片，标签显示其表面有裂缝，这可能是由内部海洋冻结造成的。(Image credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest)
罗登说:“要么当水流发生时，卡戎的冰壳厚度不到6英里(10公里)，而不是显示的60英里或100公里以上，要么表面在喷发过程中没有与海洋直接连通。”“如果冥卫一的冰壳薄到足以完全破裂，这将意味着比冥卫一相遇半球上的峡谷所显示的更多的海洋冻结。”
这些峡谷沿着横跨卡戎表面的全球构造带延伸，分隔了月球的南北地质区域。该团队的模型表明，峡谷可能始于月球冰壳的裂缝，这些裂缝并没有一直延伸到海洋，这意味着它们是在低温火山作用导致的裂缝之后，当卡戎的外壳增厚时形成的。
如果未来的任务在月球半球发现更多更大的扩展特征，卡戎的低温火山作用源于冰冻海洋的想法可能会得到证实。这些没有被“新视野”发现的特征，将支持卡戎的海洋比预期的更厚，外壳更薄的观点。
“海洋冻结也预示着一系列的地质活动，其中海洋来源的低温火山作用在应变产生的构造作用之前停止，”罗登说。"对卡戎的地质记录进行更详细的分析可能有助于确定这种情况是否可行。"
该团队的研究发表在杂志《伊卡洛斯》上。
