土星的冰冷月亮土衛(wèi)二因其地下海洋而倍受科學(xué)家的關(guān)注，使其成為尋找其他地方生命的人們的主要目標(biāo)。卡內(nèi)基(Carnegie)的道格·海明威(Doug Hemingway)領(lǐng)導(dǎo)的新研究揭示了控制裂縫的物理機制，海水從月球的冰冷表面噴涌而出，使月球的南極出現(xiàn)了不尋常的“老虎條紋”。

主要作者海明威解釋說：“這些條紋最初是由卡西尼號(Cassini)前往土星的任務(wù)所見，與我們的太陽系中的其他東西一樣，”。“它們平行且均勻分布，長約130公里，相距35公里。使它們特別有趣的是，即使在我們講話時，它們?nèi)栽诓粩鄧姵鏊?。其他冰冷的行星或衛(wèi)星都沒有類似的東西。”

海明威與加利福尼亞大學(xué)的麥克斯·魯?shù)婪?，戴維斯分校和加州大學(xué)伯克利分校的邁克爾·曼加合作，使用模型研究了作用在土衛(wèi)二上的物理力，這些力使老虎的條紋裂痕得以形成并保留在原地。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然天文學(xué)》上。

該團隊對了解為什么條紋只出現(xiàn)在月球南極特別感興趣，但同時也熱衷于弄清楚為什么裂縫如此均勻地分布。

第一個問題的答案原來是擲硬幣。研究人員透露，組成土衛(wèi)二老虎條紋的裂縫可能在任一極上形成，南面剛好首先裂開。

土衛(wèi)二由于其軌道的偏心而經(jīng)歷內(nèi)部加熱。它有時更接近土星，有時更遠(yuǎn)一些，這導(dǎo)致月球?qū)扌托行堑囊ψ龀鲰憫?yīng)時會略微變形(伸展和放松)。正是這個過程使月亮免受冰凍的完全凝固。

形成裂縫的關(guān)鍵在于，月球兩極受到引力引起的變形的最大影響，因此，冰蓋最薄。在土衛(wèi)二逐漸冷卻的過程中，月球的一些地下海洋將凍結(jié)。由于水在凍結(jié)時會膨脹，因此結(jié)冰的外殼從下方開始變厚，因此底層海洋中的壓力會增加，直到冰殼最終裂開，形成裂縫。由于它們的冰比較薄，因此極易產(chǎn)生裂紋。

研究人員認(rèn)為，以巴格達市命名的裂縫是最早形成的裂縫。(這些條紋以“一千零一夜”的故事中提到的地方命名，也稱為“阿拉伯之夜”。)但是，它并不僅僅是再次凍結(jié)。它保持開放狀態(tài)，使海水從縫隙中噴出，進而又形成了三個平行裂縫。

魯?shù)婪蛘f：“我們的模型解釋了裂紋的規(guī)則間距。”

來自巴格達裂縫邊緣的冰雪積聚形成的額外裂口是來自地下海洋的水流凍結(jié)并回落的原因。這種重量在冰蓋上增加了新的壓力形式。

魯?shù)婪蜓a充說：“這導(dǎo)致冰蓋彎曲得足以引起大約35公里外的平行裂縫。”

裂縫保持開放和爆發(fā)也是由于土星引力的潮汐作用。月球的變形可防止傷口愈合-不斷擴大和縮小裂縫，并在裂縫內(nèi)外沖洗水-防止冰再次閉合。

對于較大的衛(wèi)星，其自身的重力會更強，并防止其他裂縫一直打開。因此，這些條紋只能在土衛(wèi)二上形成。

海明威說：“由于有了這些裂縫，我們才能夠取樣和研究天體生物學(xué)家所鐘愛的土衛(wèi)二的地下海洋，所以我們認(rèn)為了解形成和維持它們的作用力很重要。”“我們對月球冰冷殼所經(jīng)歷的物理效應(yīng)的建模指出了事件和過程的潛在獨特序列，這些事件和過程可能允許存在這些獨特的條紋。”