  上文书说到，科学家发现木卫二的冰层上陨石坑比较少，和木卫二的年龄不相符，这说明，木卫二的冰层存在不断更新的现象，因此，冰盖显得比较年轻。这么说吧，木卫二的表面冰盖的年龄，大概跟恐龙差不多。 想当年，旅行者2号拍摄到了木卫二比较清晰的照片，科学家们发现木卫二上到处都是纵横交错的条纹，当时科学家们就在猜测，这些条纹应该就是冰层的裂纹，应该说收缩或者膨胀导致的龟裂。你可别小看这些裂纹，说是裂纹，其实就是高山和峡谷。完全由冰组成的高山和峡谷。  冰壳下的液态海洋 其实在旅行者到达之前，科学家们就已经推测出，木卫二的冰层下面应该有一个全球性的海洋。如果这个海洋是连续的，是全球性的，那么木卫二的冰层甚至有可能出现类似地球上的板块活动。这在当时只是个假设，得不到验证。 从旅行者2号拍摄的照片来看，的确是有这种可能的。但是这也只是推测，得不到更多的细节验证。等到伽列略号拍摄了高清晰度的照片之后。大家看到了高清晰度的裂纹图案。科学家发现，这些裂纹的确是有蹊跷。  木卫二上的条纹（伪彩色） 另外，伽利略号上的磁场探测器也发现了木卫二有磁性，这个磁性并不来自于自己，而是被木星巨大的磁性所磁化。因此，木卫二必须具有比较好的导电性，才能产生这种感应磁场，冰的导电性不够，必须有大量的液态海水，才能有这么好的导电性。也就是木卫二必然存在冰层下的大范围液态海洋。也就是说，冰层产生类似板块运动的情况，的确是有足够的条件的。 大家如果听过我讲大洋中脊的内容，不妨好好回忆一下当初的内容。大洋中脊是一条洋底壮观的巨大山系，这条巨大的山脉轴线上有个裂谷，从裂谷之中咕嘟咕嘟的冒出岩浆，沿着这条轴线有上万座海底火山正在喷发，然后岩浆冷凝下来，变成新的洋底。整个洋底就像坐在传送带上缓慢移动，从中洋脊冒出岩浆填补缝隙。另一边，大洋板块和大陆板块接缝的地方，大洋板块插入大陆板块的下边，被送回地下深处，最终会融化为地幔的一部分。大洋的海底就是这么不断的移动，不断地再生。 大洋洋底插进大陆下边的地方叫”俯冲带“。在这里有很多深不见底的海沟，比如著名的马里亚纳海沟。而且俯冲带周围也是火山地震最频繁的地方，比如环太平洋火山地震带。 这个中洋脊很长，绵延几千公里。但是地球是个球啊，是在自转。各个纬度，中洋脊的扩张速度也不一样。所以，中间会出现错位和断裂。你要是看google earth的海底地图，你会发现，中洋脊某一段就像被刀切下来然后平移出去一截。这种错位的地方叫做转换断层。   转换断层 同样，科学家们在木卫二的高清照片上，也找到了非常类似的裂缝。这些棕红色的裂缝看起来地球上的中洋脊，这些高山峡谷也有类似转换断层的结构。也出现了某一段的整体错位。同样，科学家们也找到了类似俯冲带的结构。一块冰盖插入了另外一块冰盖之下。  冰层上明显的错位，类似转换断层 当然，科学家们推测，冰层俯冲带和地球上的岩石俯冲带还是有区别的。冰板块的边缘可能会碎裂，造成一大堆的碎冰。但是，大家要明白一点，太阳系的星球上，咸水远比淡水要多得多。木卫二上的冰层是含盐的。但是因为两块板块的含盐度不同。有些碎冰块轻一点，有些稍微重一点。重一点的会被压在下边，甚至被推到了冰盖的下边，就起到了俯冲带的作用。这些被挤下去的冰块，最终会化成水。 当然啦，这种板块活动是不是全球性的呢？这还难说。现在能找到的俯冲带比较短，不像地球上的俯冲带那么广泛。另外，板块活动的动力来源依然还是有疑问的。  冰俯冲带 对了，为什么那些裂纹会变成棕红色呢？现在科学家们分析，这是因为这些地方的盐分比较高，在高能带电粒子的轰击下，这些盐变色了而已。 同样，伽利略号也对木卫三进行了详细的考察，拍了不少照片。这个家伙尽管也有一个厚厚的冰壳子，也有一个深达几百公里的海洋。但是人家的表面并没有那么多支离破碎的裂纹，表面的陨石坑也很多，所以这个家伙的表面比较老旧。并没有大规模更新的迹象。  木卫三结构 不过呢，根据伽利略探测器发回的数据，木卫三这个家伙有自己的磁场。所以，这个家伙成为了太阳系第三个有磁场的固体星球，前两个是地球和水星。说白了，还是因为这家伙够大，内核也比较大，内部温度也比较高，以至于内核可以处于熔融状态，也能形成发电机模式。所以，也会有自己的磁场。 相反，木卫四就没有磁场。其实木卫四也就比木卫三小了一点点而已。木卫三号称太阳系最大的卫星，直径有5240公里。比月亮和冥王星都要大，达到火星的3/4。因为这家伙个头比较大嘛，所以伽利略号曾经好几次借助木卫三的引力弹弓效应来调整轨道。木卫四的尺寸达到了水星的99%，直径4800公里，是太阳系的第三大卫星，仅次于木卫三和土卫六。 在伽利略号拜访木卫四的时候，地面测控人员首次利用澳大利亚堪培拉测控站和加州的戈德斯通测控站联合对伽利略号展开监控，而且还有帕克斯望远镜支援，这两个测控站形成了一个双点阵列，地球和伽利略号的通信速率终于加快到了120bit/s，地面人员终于爽了一回，你别小看这120bit/s，这么多年来，地面和伽利略号的通讯速率只有可怜的12bit/s。原本高增天线设计指标是132bps，因为天线没打开，这个通信速度是一天也没达到过。现在传照片，终于可以快一点了。  木卫四的表面 地面人员终于看清楚了木卫四的外观样貌，这家伙颜色比较黑，表面已经严重风华，所以才会这么黑。反倒是陨石坑的颜色要浅一点，毕竟下层的冰颗粒经历的高能粒子辐射比较少，颜色还比较干净。 木卫四的特点是满脸麻子坑，堪称是太阳系之最。它的表面几乎可以说是惨不忍睹，基本上就没有什么好地方。这个家伙是四颗伽利略卫星之中距离木星最远的。而且它被木星的潮汐锁定了，一个面朝向木星，因此它是不存在内部加热的。所以，木卫四的表面既没有板块运动，也没有冰火山爆发。唯一能改变地形地貌的措施就是小天体的撞击，撞一个坑就保留一个坑。千年万年坑还在。40亿年以来，所有的沧桑都写在了脸上。由此可见，这个家伙的表面有多古老。 木卫一到木卫三这三颗尽管也被木星潮汐锁定，但是这三个家伙互相之间是存在轨道共振的，互相之间的引力潮汐很明显，因此足以加热内部。而且像木卫三这种大家伙还自带热源。 木卫四比木卫三小不了多少啊，难道内部就没有形成金属内核吗？你别说，还真够呛。科学家们提出了一种说法，和著名的“后期重轰炸期”有关系。 大概在41~38亿年前，那个时代是个小天体到处乱飞的时代。我们要明白一个道理。我们今天看到的太阳系一副岁月静好，和谐安宁的样子，早年前，太阳系也有自己狂野的一面。  小天体到处乱飞的狂野年代 究其原因，一般认为是木星和土星这二位不干好事。当时的木星和土星恰好出现了轨道共振，木星转两圈，土星恰好转一圈，这下就出大事儿了。小行星带的很多小天体受到强烈的扰动，开始到处乱飞，大部分飞向外太阳系，少部分扔错了方向，奔着内太阳系就来了。结果就把内太阳系的岩石行星打了个乌眼青。不过呢，这也因祸得福，彗星和小行星富含水分，这一砸就给干燥的内太阳系带来了大量的水。 内太阳系为啥这么干燥呢？是因为距离太阳太近了，像水啦，二氧化碳啦，都不可能冻结成固体，成为行星的建筑材料。只有在距离太阳足够远的地方，温度才够低，能够让水凝结成冰块，才有条件成为天体的建筑材料。所以，你看木星的卫星有好几个大冰球，一个个的水都比地球多得多。太阳系根本就不缺水，只是地球上水不够多而已。地球已经算是最好的了，其他那几个岩石行星还不如地球呢。 扯远了，扯回来。反正后期重轰炸期就是一个小天体乱飞的时代。39亿年前，木星的范围内也曾经遭遇了很多小天体的撞击。科学家们对这个事件进行了模拟计算。发现木卫三和木卫四可以说是冰火两重天。道理很简单，木星他老人家就是个吸尘器，大量的小天体都奔它去了。谁离它近，谁就跟着吃瓜捞呗。 木卫三 木卫四就好多了，人家毕竟离得远。虽然也挨砸，但是撞击次数只有木卫三的一半。另外，撞击木卫三的小天体速度更快，动能更大。结果就导致了木卫三挨砸接受到的总能量是木卫四的3.5倍。 木卫三和木卫四形成初期都是灰尘与冰渣子的混合物。最开始，他们形成的时候，内部是不分层的，并不是我们现在看到的样子。木卫三挨了那么多撞击，产生的热量足以让木卫三的冰融化，更加容易出现分层，于是岩石颗粒就开始往中心沉淀聚集。于是，慢慢的木卫三出现明显分层，最中心是铁和和硫化铁组成的核心，这里富集了大量的会自发衰变的重元素，这些元素在核心聚集，释放的热量也比较集中，而且这里也比较保暖，因此核心就开始熔融了，起码是部分熔融，导电的熔融物质开始对流，于是就产生了磁场。 木卫四基本上没这个过程。它的分异过程很慢，它的表面的确是有一层冰，下边就是岩石成分，但是基本上没产生高密度的内核，放射性元素也没有实现聚集。这样的结构不利于保暖，撒热也快，所以木卫四基本没有内部能量来源，既没有火山，也没有地震。表面的状态就一直保持挨砸的状态，砸多少是多少。 木卫四的内部结构 但是，木卫四有没有地下海洋呢。应该也是有的，因为根据伽利略号的测量，木卫四的导电性不错。冰的导电性很差，但是盐水的导电性很好。所以，木卫四冰层下也是有海洋的。液态水这一层是夹在两层冰之间。另外，冰层下的固体内核，其实也是压缩状态的岩石和冰。越往下，岩石越多，冰越少。 伽利略把木星最大的四颗卫星都拜访了一遍。还顺便探测了几颗小卫星。包括木卫五，木卫十四，木卫十五和十六。说实话，木星的卫星太多了，根本数不过来。 木卫五 随着伽利略号工作的时间越来越长，电力开始下降，相机也逐渐老化。说白了木星周围的高能带电粒子对电子元器件的损伤都很厉害。到了2002年初，相机就已经彻底不能能用了。这也就意味着伽利略号已经快有走到生命的尽头。早在60年代，卡尔萨根和科尔曼就联合写过一篇文章，阐述地球生命污染的忧虑。 还记得我们以前讲过的勘测者3号月球探测器吗？阿波罗12号的宇航员把勘测者3号上的一些设备拆下来，一起带回了地球。回到地球以后，在相机上发现了链球菌。这些链球菌在太空环境之中居然休眠了足足两年。 所以，如果我们不在乎，任由伽利略号这种完成任务的探测器绕着木星转，可是探测器终归会受到各种天体的引力影响，万一坠落在某个卫星上。伽利略号出发前可没有消毒，这上头保不齐带着地球上的细菌或者病毒。这些生命体很有可能跟着探测器一起坠落到木星的卫星山。 如果这些生命体在卫星上开始逐渐适应，开始繁殖扩散。那麻烦就大了。我们万一在这上面发现了生命，那么我们如何判断，这是本地土著，还是我们从地球上带来的外来户？我们说不清了呀。 伽利略号冲进木星大气层（想象图） 因此，为了避免以后得麻烦，探测器一律要做无害化处理，对伽利略号来讲，坠入木星是最方便的，木星上不太可能有生命存在。那个高温高压的极端环境，足够拿来消毒用了。2003年的4月14号，在这个不吉利的日子，伽利略开始了最后一圈绕行。这次的轨道非常的扁长，伽利略号几乎是在2600万公里之外开始向木星冲刺。这次冲刺是漫长的，足足有5个月，在2003年的9月21号，伽利略号一头扎进了木星的南极部分，因为不在阳面，伽利略号可以说的在黑暗里冲进了木星大气。地面和伽利略号的信号联系就此中断。伽利略号就此完成了它最终的使命。 伽利略号还有一艘备用探测器，NASA在1983年的时候，曾经打算用这个备份的探测器是执行土星探测任务，但是后来还是专门研发了一套新的探测器，也就是卡西尼-惠更斯号。这个探测器我们以后再讲。 1992年年，尤利西斯号探测器也曾经拜访过木星。尤利西斯号其实是个太阳探测器。为啥要飞到木星这么远呢？因为尤利西斯号太特殊了，我们发射的探测器，一般都在黄道平面内打转转。可是如果要研究太阳的两极地区，就不能再黄道平面内打转转，轨道面就必须和黄道垂直。没办法，尤利西斯探测器为了实现变轨，就必须先借助木星巨大的引力拐个直角弯，硬掰90度。那干脆，就先到木星拜访一次喽。 尤利西斯探测器 尤利西斯探测器是美国和欧洲人合作的产物。本来叫做“奥德修斯”，欧洲人后来掺和进来了，于是强烈要求把奥德修斯这个名字换成拉丁文，也就是尤利西斯，其实这两名字是一码事。1990年才发射，都是被挑战者号航天飞机爆炸事故给耽误的。 1992年，美国人发射了火星观察者号，这家伙是个环绕火星运行的探测器，主要工作就是给火星拍照片，同时测量高程，绘制精细地图。顺便记录火星的气候变化等等数据。 火星观察者号探测器 可惜，这个探测器在快要到火星，还差3天路程的时候，突然失联了，不知道哪里去了。根据后来的调查报告，可能是燃料罐破裂。喷出去的气体导致探测器发疯似的打转转，于是探测器进入了应急模式，彻底关掉了无线电，于是这个探测器就再也救不回来了。 没办法，这次的任务无法完成，那任务就只能分摊给未来的探测器了。那美国还计划发射什么探测器呢？我们下回再说。 |
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