土卫二喷冰之谜，喷涌出几百公里的冰柱
揭开土卫二“喷冰”之谜：冰火山爆发背后的深层原因
研究团队终于揭示了土星卫星土卫二喷涌出数百公里冰柱的成因。这一壮观的景象如同冷却的熔岩灯，地下的热量随着潮汐力缓慢聚集，导致部分冰层融化并涌现至地表，形成巨大的间歇泉。相关发现已在《自然—地球科学》网络版上发布。这一融化过程重塑了土卫二近40%的冰表面，但卫星上的变化正在逐渐放缓。基于卡西尼号探测器五年的观测以及最新的计算机模拟结果，科学家们预测，土卫二的“熔岩灯”或将逐渐暗淡，未来数十亿年内可能进入平静期。
让我们聚焦土卫二恩克拉多斯的壮观场景：高达数百公里的冰火山爆发。这颗卫星内部拥有一个可能深达数十千米的海洋。其壮观的冰火山喷发能将大量冰喷射至数百公里的高空，甚至为土星环贡献物质。但在此之前，我们先了解一下行星或卫星的大气科学特点。
大气是由气态分子构成，这些分子处于热运动中。在同样的温度下，轻分子运动速度更快。对于拥有大气的类地行星（如金星、火星和地球），由于引力较大且温度较高，一般不存在氢气、氦气等轻气体。而星球的引力越大，能束缚的分子越多，包括轻分子。例如，月球由于引力较小，无法束缚任何大气。温度越低，分子运动越慢，大气也会更为稀薄。太阳风、外界磁场等外界因素也可能影响星球的大气状况。对于木卫一和月球来说，其大气就是被强大的外部磁场剥离的。
那么，为什么土卫二没有大气呢？原因主要有两点：
其一，土卫二体积较小，半径仅200多公里，与英国大小相当。其引力仅为地球的1%，逃逸速度仅为239米/秒，仅月球逃逸速度的十分之一。这使得土卫二几乎无法束缚任何气体运动，即使喷出来也会迅速逃离，只能存在一些较大分子量的气体。
其二，土卫二的表面温度极低，约为零下200度。由于其高反射率（几乎100%），导致表面温度极低。在这种情况下，即使是较大分子量的气体（如二氧化碳）也会变成冰态而非气态。土卫二目前的大气主要由水蒸气（91%）、氮气（4%）、二氧化碳（3.2%）和甲烷（1.7%）组成，非常稀薄，近乎真空状态。