第42章 木卫一的两个居民区

　　上一章正说到，赴木卫一考察队的四百名科学家对木卫一的依奥依大峡谷第8号火山附近做了较全面的考察，发现在第8号火山周围数千平方公里的地方都是平原，在离火山口数百公里的环形地带气候较温和，日平均温度在12摄氏度左右，昼夜温差在10摄氏度左右，所以这里比较适合人类居住。
　　关于木卫一的大气情况，由于太阳系火山活动最活跃的是木卫一，而木卫一的大气主要由二氧化硫组成，但这种气体的来源一直是有争论的，它到底是火山活动，还是木卫一在阳光下时从冰表面升华出来的气体？据科学家们数百年前赴后继的研究，最终得出肯定的结论：火山确实对大气有很大的影响。
　　木卫一的大气层比地球的大气层稀薄得多，主要原因是温度的影响。当木卫一进入木星的阴影，没有阳光直射时，对二氧化硫气体来说就太冷了，它凝结在木卫一的表面。在那段时间里，人们可以看到来自火山的二氧化硫。因此，科学家们确切地看到有多少大气受到火山活动的影响。
　　尽管木卫一的大气比较稀薄，但是科学家们已经发现这里的大气中有一定的含氧量，这就为木卫一能够改造为人类的居住地提供了最重要的条件。虽然目前人们还不能够离开呼吸器生活，但是不戴呼吸器也能够坚持短暂时间，这说明这里的大气只要略加改造就能够适应人类生活。科学家们还发现这里有一些类似地球上的地衣的低等植物，这说明这里具有植物生长的环境。科学家们知道，因火山喷发物而散发在木卫一上空的浓烟导致木卫一大气的污染，如何消除浓烟污染是木卫一环保的一个主要问题。
　　科学家们还在这些地方发现了多处泉水，火山喷发物释放的热量导致这里的地下冰层融化，形成液态水冒出地面。液态水是作为人类家园所不可或缺的重要条件之一。
　　关于大气中含氧量不够的问题，科学家们也考虑过像火星那样从地球上架设高压输气管道，但是科学家们考虑地球上的气资源毕竟有限，如果让地球负荷太重，也许会产出严重后果，于是科学家们决定另想办法。科学家们已经从火星上的化工部门调运了一批制氧物质，包括高锰酸钾、过氧化氢、二氧化锰、次氯酸、过氧化氢溶液、超氧化钾、二氧化碳、过氧化钠、二氧化碳、双氧水、氯酸钾、过氧化物、超氧化物、臭氧化物、过氧酸、过氧络合物、碱金属氯酸盐、过氧化锂、过氧化钠、过氧化钙、过氧化钡、过氧化尿素、超氧化钾、过氧水、碳酸钠、电解水等数十种制氧化工原料。科学家们计划在木卫一建立数百处大型制氧中心，用这些制氧中心制造的大量氧气投放大气中以提高大气中的含氧量。
　　科学家们都知道，氧气最大的加工厂是绿色植物，只要有了绿色植物，大气中的含氧量就会达到人类生存所需要的水平。但是科学家们也知道，大气中足够的含氧量和适当的温度条件也是绿色植物生长的必备条件，在一个星球上没有这两个条件，也不可能存在绿色植物。因此，要改变一个星球的大气情况，首先还得利用化学方法改善大气，其中最重要的就是提高大气中的含氧量。
　　关于木卫一地表的低温区域的利用问题，科学家们想到了一些提高温度的办法，其中最主要的是采用红外光谱吸收技术从太阳光吸收热量，然后将热量投放在低温区域以提高温度。
　　科学家们知道，红外光谱吸收技术对特定波段的红外光有很强烈的吸收特性。当然，一般的材料要产生足够强度的远红外线并不容易，通常必须借助特殊物质作能量的转换，将它所吸收的热量经由内部分子的振动再发放较长波长的远红外线出来。实际上，红外线就是一种热辐射，热产生的原因，是组成物质的粒子做不规则的运动，这个运动同时也辐射出电磁波，这些电磁波大部分都是红外线。红外光原理就是，当一束具有连续波长的红外光通过物质，物质分子中某个基团的振动频率或转动频率和红外光的频率一样时，分子就吸收能量，由原来的基态振(转)动能级跃迁到能量较高的振(转)动能级，分子吸收红外辐射后发生振动和转动能级的跃迁，该处波长的光就被物质吸收。红外光谱吸收技术就是根据这一原理搜集太阳光的热量。科学家们决定利用这一技术来解决低温区域的升温问题。
　　科学家们通过实地考察，已经决定把依奥依大峡谷第8号火山附近命名为“木卫一1号居民区”。
　　火山活动是科学家们很关心的问题，科学家们知道，凡是有火山定期喷发的地区温度就比较高，最有可能适合人类居住。科学家们决定对木卫一上最强大的洛基火山周围地带进行考察。洛基火山是木星的大型卫星木卫一上最强大，根据人类对这座火山反反复复地探测，知道这座火山具有相对规律的喷发周期。在地球人类在最近500年里的反复探测，发现这个周期大多以每540天一次，也有一部分周期大约每475天一次的。
　　科学家们来到距离洛基火山火山口300公里的地方，科学家们在红外线下对正在喷发的火山进行观察，发现洛基火山在红外线下显得非常明亮耀眼。其耀眼程度几乎让人受不了。
　　科学家们知道，火山情况非常复杂，要准确预测其喷发的难度很大。影响火山爆发的因素很多，主要包括岩浆供应速度、岩浆组成（尤其是岩浆中的气泡）、火山岩石类型以及岩石的断裂状态等。也有科学家认为洛基火山的爆发是可以预测的，原因在于它实在太庞大了，当它爆发时，基本的物理学原理很可能占据了主导地位，其它能对小火山产生影响的因素基本不会对洛基火山造成太大影响。
　　科学家们在红外线下观察到，火山喷发出的岩块上升高度可达250公里，每一块石头的留空时间为1000s，已知在距离木卫1表面几百公里的范围内，木卫1的重力加速度g木卫可视为常数，而且在木卫1上没有大气，则据此可求出g木卫与地球表面重力加速度g（g=10m/s2）的关系。
　　经过考察，科学家们得出结论：在洛基火山周围地带温度较高，比较适宜人类居住，于是科学家们把洛基火山周围地带命名为“木卫一2号居民区”。
　　科学家们还对雷帕特拉火山进行了考察。雷帕特拉火山具有近似于火星上奥林匹斯火山的规模，并产出很新鲜的熔岩流。另一类喷发大量硫磺及二氧化硫。火山抛出大面积的桔黄色硫磺熔体，其延展长度大的可达700公里。同时，火山喷射柱高度可达300公里，全是硫质气体及固体。
　　科学家们认为，雷帕特拉火山周围地带因为硫质气体及固体太多，不适宜人类居住，但是把这里的硫质气体及固体用于工业原料还是有价值的，地球上与火星上的工农业都需要大量的硫磺。
　　科学家们还考察了洛基帕特拉洼地。洛基帕特拉是木卫一上最大的火山洼地，它的直径达202公里。它包含一个活跃的熔岩湖，地壳偶尔会翻转。活动水平类似于地球上一个超高速扩张的大洋中脊。木卫一的熔岩湖，如洛基帕特拉，是部分充满熔岩的洼地，表面覆盖着一层薄薄的凝固地壳。这些熔岩湖直接连接下面的岩浆库。洛基帕特拉火山边缘炽热的熔岩是由湖的地壳沿帕特拉火山边缘断裂造成的。随着时间的推移，由于凝固的熔岩比下面仍在熔化的岩浆密度更大，地壳可能会塌陷，从而引发火山的热排放增加。在洛基帕特拉这样的地方，这种情况可能会偶尔地发生。在翻转过程中，洛基火山释放的热量是地壳稳定时的十倍。在一次喷发中，一波正在下沉的地壳以每天约1公里的速度在帕特拉湖上扩散，直到湖的地壳重新浮出水面。一旦新地壳冷却并增厚到足以让它不再浮在熔岩上，另一次喷发就会开始。
　　这一新结果令人惊讶，因为木卫一上的火山没有及时喷发，在木卫一绕木星运行的1.77个地球日期间，木卫一受到的压力要大得多，而木卫一上的火山受到压力波动要大得多。这些应力产生内摩擦产生的热量为木卫一火山提供动力，但木卫一轨道短期内的波动应力似乎没有将岩浆挤压到表面。研究表明，更温和的500天周期可能在合适时间尺度上发生作用，使岩浆移动，并在喷发时将其带到木卫一表面。了解这一动态可能会为木卫一神秘的内部结构以及太阳系中其他天体内部结构提供线索。