眾所周知，在我們太陽系的遠處，許多圍繞巨行星運行的冰雪覆蓋的衛星在地質上很活躍。木星和土星具有如此強大的引力，它們拉伸和拉動圍繞它們運行的天體，導致月震，可以使衛星的地殼和表面開裂。新的研究首次顯示了這些地震如何可能引發地表滑坡，從而帶來非常光滑的地形。

這項研究發表在《Icarus》雜誌上，概述了地震和滑坡之間的聯繫，為冰冷的月球表面和紋理的演變提供了新的線索。

在歐羅巴、木衛二和恩克拉多斯等冰冷衛星的表面，常見的是陡峭的山脊被相對平坦的光滑區域所包圍。科學家們推測，這些斑點是由冰火山流出的液體造成的。但是，在表面溫度如此之低，不適合液體的情況下，這一過程是如何進行的，仍然是一個謎。

木星的衛星歐羅巴的這一景像是由美國宇航局的伽利略航天器在20世紀90年代拍攝的。平滑的斜坡和附近的瓦礫可能是由山體滑坡產生的。資料來源：NASA/JPL-Caltech

研究中概述的一個簡單解釋並不涉及表面的液體。科學家們測量了陡峭山脊的尺寸，這些山脊被認為是構造斷層疤痕（就像地球上的那些）–當地表沿著斷層線斷裂和一側下降時造成的陡峭山坡。通過將測量結果應用於地震模型，他們估計了過去月震的威力，並發現它們可能強大到足以抬起碎片，然後落到山下，在那裡散開，使景觀變得平滑。

“我們發現月震的表面震動足以導致地表物質在山體滑坡中衝下山，並估計了月震的大小和山體滑坡可能有多大，”主要作者Mackenzie Mills說，他是圖森亞利桑那大學的一名研究生，在南加州美國宇航局噴氣推進實驗室的一系列暑期實習中進行了這項工作。”這有助於我們了解滑坡可能如何隨著時間的推移塑造月球表面。”

美國宇航局的伽利略號在20世紀90年代拍攝的木星的衛星歐羅巴的另一張圖片顯示了可能的斷層疤痕，與可能由滑坡產生的光滑區域相鄰。資料來源：NASA/JPL-Caltech

即將進行的調查

美國宇航局即將進行的歐羅巴Clipper任務，將於2024年前往木衛二，這將大大促進研究，提供圖像和其他科學數據。在2030年到達木星後，該航天器將圍繞這個氣體巨行星運行，並對歐羅巴進行大約50次飛越。這項任務有一個複雜的有效載荷，包括9個科學儀器，以確定歐羅巴是否有可能適合生命的條件，科學家認為歐羅巴在外層冰殼下有一個很深的內部海洋。

共同作者羅伯特-帕帕拉多（Robert Pappalardo）說：”發現更多關於月震可能有多大威力以及它們可能很簡單地將碎片向下移動的信息是令人驚訝的，該任務由JPL管理，是Europa Clipper的項目科學家。”

冰冷的木衛二的這一景像是由美國宇航局的朱諾航天器上的朱諾相機在2022年9月29日的近距離飛越任務中拍攝的。該機構的Europa Clipper航天器將在2030年到達木星周圍的軌道時探索該衛星。

特別令人驚訝的是土星的衛星恩克拉多斯上的構造活動和地震的建模結果，這個身體的表面積還不到歐羅巴的3%，大約是地球的1/650。帕帕拉多說：”由於這顆衛星的重力很小，小小的恩克拉多斯上的地震可能大到足以將冰冷的碎片直接甩出表面並進入太空，就像一隻濕漉漉的狗在甩動自己。”

當涉及到歐羅巴時，Europa Clipper收集的高分辨率圖像將幫助科學家確定過去月震的力量。研究人員將能夠應用最近的發現，了解地震是否移動了冰和其他表面材料以及移動的程度。來自歐空局（European Space Agency）木星冰雪月球探測器（JUICE）任務的圖像將提供關於歐羅巴鄰近的木衛二衛星Ganymede的類似信息。

帕帕拉多說：”我們希望更好地了解隨著時間的推移塑造冰冷衛星的地質過程，以及它們的表面在多大程度上今天可能仍然活躍。”