木衛(wèi)三內(nèi)部就像一個“雪球”，這可以解釋它神秘的磁性

木星最大的衛(wèi)星木衛(wèi)三（Ganymede）具有令人驚訝的強磁場。木星的潮汐效應不斷拉伸和擠壓月亮，保持其核心溫暖并驅(qū)動磁場。但巖心內(nèi)發(fā)生的確切地質(zhì)過程尚不完全清楚。

現(xiàn)在，一個新的實驗研究已經(jīng)測試了核心動力學的領(lǐng)先模型之一：結(jié)晶“鐵雪”的形成。

鐵雪理論就像行星核心的地質(zhì)“天氣模型”：它描述了鐵如何在核心的上邊緣（與地幔相遇的地方）冷卻和結(jié)晶，然后向內(nèi)落下并融化回行星的液態(tài)中心。

換句話說，木衛(wèi)三的核心是一個熔融的金屬雪球，被木星的引力搖晃和攪動。

該研究背后的研究人員寫道，這種上升和下降的鐵循環(huán)“在液態(tài)核心中產(chǎn)生運動，并為產(chǎn)生磁場提供能量”?！叭欢?，這個政權(quán)的關(guān)鍵方面在很大程度上仍然未知。

因此，他們設計了一個實驗來測試其中的一些方面。

當然，科學家們不能只觀察行星核心內(nèi)部，因此該團隊進入了實驗室，在那里他們使用水冰作為鐵雪晶的類似物。

該實驗由一罐水組成，從下面冷卻。水箱底部有一層咸水，代表行星地幔（從實際的角度來看，有助于防止冰晶粘在底部）。在鹽水的頂部是一層淡水，代表行星的液態(tài)核心。冰晶在水箱底部附近形成，咸水和淡水混合在一起，然后向上漂浮并融化在上面較熱的液體中。

換句話說，這個實驗是對鐵雪的倒置模擬，雪花向上漂移而不是向下漂移。

這種設置使團隊能夠測試晶體的行為及其對整個系統(tǒng)的影響。

他們的發(fā)現(xiàn)令人驚訝。不是穩(wěn)定的結(jié)晶、上升和熔化流，而是零星的快速活動，然后是不活動的時期。

為什么？

看來，要觸發(fā)結(jié)晶過程，液體需要達到過冷狀態(tài)，低于您預期的冰凝固溫度。

一旦達到過冷溫度，它就會釋放出一連串的雪花，然后暫停，直到溫度再次低到足以釋放新的晶體。

這種零星和周期性的過程對行星的磁場有重大影響。木衛(wèi)三的鐵雪會間歇性地發(fā)生，并局限于整個核心的不同位置。結(jié)果將是一個移動和跳舞的磁場，隨著時間的推移，它會增加、減弱和改變形狀。

木衛(wèi)三并不是太陽系中唯一一個鐵雪主導行星核心行為的地方。這是對所有小型行星體核心行為的合理描述，包括我們自己的月球和汞，以及火星和大型金屬小行星。

在已知存在磁場的情況下（如水星和木衛(wèi)三），它使我們離理解這些系統(tǒng)的動力學更近了一步。

如果你想知道，地球的核心并不被認為是由鐵雪主導的。地球核心強大的重力壓力，以及不同的材料成分，意味著地球核心中的金屬傾向于在中間凝固，然后在它們向外漂移時融化，而不是從地幔上降雪（盡管這兩個過程都可能在一定程度上存在，根據(jù)最近的研究).

本文最初由今日宇宙.閱讀原文.

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