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Active formation of 'chaos terrain' over shallow subsurface water on Europa

机译：欧罗巴在浅层地下水上积极形成“混乱地形”

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Europa, the innermost icy satellite of Jupiter, has a tortured young surface1"4 and sustains a liquid water ocean1"6 below an ice shell of highly debated thickness. Quasi-circular areas of ice disruption called chaos terrains are unique to Europa, and both their formation and the ice-shell thickness depend on Europa's thermal state. No model so far has been able to explain why features such as Conamara Chaos stand above surrounding terrain and contain matrix domes10'18. Melt-through of a thin (few-kilometre) shell is thermodynamicaUy improbable and cannot raise the ice1018. The buoyancy of material rising as either plumes of warm, pure ice called diapirs or convective cells in a thick (>10 kilometres) shell is insufficient to produce the observed chaos heights, and no single plume can create matrix domes10'18. Here we report an analysis of archival data from Europa, guided by processes observed within Earth's subglacial volcanoes and ice shelves. The data suggest that chaos terrains form above liquid water lenses perched within the ice shell as shallow as 3 kilometres. Our results suggest that ice-water interactions and freeze-out give rise to the diverse morphologies and topography of chaos terrains. The sunken topography of Thera Macula indicates that Europa is actively resurfacing over a lens comparable in volume to the Great Lakes in North America.%"伽利略"探测器在木星卫星"木卫二"上发现rn了几个"混沌"区域,那里的地表似乎被从下rn面破坏了,其中很多地方还有边缘锋利的冰rn块或冰筏,它们都被不同程度地翻转或转动rn过了.这些区域的一些特点一直难以解释,比rn如说这样一个事实:原始的Corlarflara Chaosrn就比其周围环境高,并且含有"矩阵圆顶"rn(matrix domes).Scllrrlidt等人利用从地球冰rn川下火山和冰架内的相似过程学到的经验来对rn存档数据进行分析,结果表明,"混沌"是在rn浅到只有3公里深的冰架内的液态水"透镜"上rn形成的.他们获得的新数据表明,冰一水互动rn和冻析(freeze—out)作用产生混沌地形的不同rn形态,说明参与这一过程的水要比人们以前rn所以为的更多,Thera MacuIa(一个大的混沌rn区域)的沉陷地形可能表明,"木卫二"正在积rn极地在一个"透镜"上重新露面,这个"透镜"rn的体积相当于北美的五大湖.本期封面所示为rnThera MactJla下面的湖泊,裂缝、冰山和矩阵rn正在其上面形成,并使其表面受到破坏.(封面rn图片:Britney E Schmidt & Deadpixel VFX/rn,Jacksorl School of Geoscierlces/UTG/Vetlesen Foundation/NASA).
机译：欧罗巴是木星最里面的冰冷卫星，它的年轻表面被折磨成1“ 4，并在冰层厚度维持不住的情况下维持着液态水海洋” 1“ 6。称为混乱地形的准圆形冰破坏区域是欧罗巴所独有的，它们的形成和冰壳厚度均取决于欧罗巴的热态。到目前为止，还没有模型能够解释为什么像Conamara Chaos这样的要素会站在周围地形上方并包含矩阵穹顶10'18。薄（几公里）薄壳的融化是热力学上不可能的，并且不能使冰上升。当厚的（> 10公里）厚的壳中的温暖纯冰羽或对流单元的羽流上升时，物质的浮力不足以产生观察到的混沌高度，并且没有任何羽流可以形成矩阵穹顶10'18。在这里，我们报告了以欧洲地下冰川和冰架内观测到的过程为指导的欧罗巴档案数据分析。数据表明，混乱的地形在液态水晶状体上方形成，栖息在冰壳中，浅至3公里。我们的结果表明，冰水相互作用和冻结会引起混乱地形的多种形态和地形。塞拉·马库拉（Thera Macula）凹陷的地形表明，欧罗巴正在通过与北美五大湖相媲美的透镜重铺表面。％“伽利略”探测器在木星卫星“木卫二”上发现rn了几个“混沌”区域，其中的地表似乎被从下rn面破坏了，其中很多地方还有边缘锋利的冰rn块或冰筏，它们都被不同程度地倾斜或转动rn过了。这些区域的一些特点一直难以解释，比rn如说这样一个事实：原始的Corlarflara Chaosrn就比其周围的环境高，并且包含“矩阵矩阵” rn（矩阵穹顶）。Scllrrlidt等人利用从地球冰rn川下火山和冰架内的相似过程学到的经验来对rn存档数据进行分析，结果表明，“混沌”是在rn浅到只有3公里深的冰架内的液态水“透镜”上rn形成的。他们获得的新数据表明，冰一水互动rn和冻析（freeze-out）作用产生混沌地形的不同rn形态，说明参与阶段过程的水要比别人以前rn所以为的更多，Thera MacuIa（一个大的混沌rn区域）的沉陷地形可能表明，“木卫二”正在堆积rn极地在一个“透镜”上重新露面，这个“透镜” rn的体积相当于北美的五大湖。本期封面为rnThera MactJla下面的湖泊，裂缝，冰山（封面图片：Britney E Schmidt＆Deadpixel VFX / rn，Jacksorl地质学院/ UTG / Vetlesen基金会/ NASA）。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2011年第7374期|p.502-505A1|共5页
  • 作者

    B. E. Schmidt; D. D. Blankenship; G. W. Patterson; P. M. Schenk;

  • 作者单位

    Institute for Geophysics, John A. & Katherine G. Jackson School of Geosciences, The University of Texas at Austin, J. J. Pickle Research Campus, Building 196 (ROC), 10100 Burnet Road (R2200), Austin,Texas 78758-4445, USA;

    Institute for Geophysics, John A. & Katherine G. Jackson School of Geosciences, The University of Texas at Austin, J. J. Pickle Research Campus, Building 196 (ROC), 10100 Burnet Road (R2200), Austin,Texas 78758-4445, USA;

    Applied Physics Laboratory, Johns Hopkins University, 11100 Johns Hopkins Road, Laurel, Maryland 20723, USA;

    Lunar and Planetary Institute, 3600 Bay Area Boulevard, Houston, Texas 77058, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
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