欧罗巴平滑平原形成：一个SPH低温火山模型

中文摘要 AI 辅助

低温火山作用是一种基本的地球动力学过程，已在多个冰卫星上观测到。欧罗巴作为研究潜在低温火山活动及其在塑造冰卫星表面中作用的主要目标而脱颖而出。本研究描述了上升低温岩浆的物理状态，并评估了地球类比物在解释欧罗巴表面特征方面的相关性。在研究了低温岩浆减压后，我们开发了CryoPy，这是一个基于光滑粒子流体动力学（SPH）的计算流体动力学和热传递数值模型。我们使用该模型模拟了流动传播和表面冷却。我们的模拟表明，雪是低温熔岩的相关物理类比物，因为由此产生的流动在范围和形态上与伽利略号观测到的平滑平原紧密匹配。此外，我们确定了这些事件的时间热特征。此类活跃的低温火山事件主要处于E-THEMIS红外成像仪的探测极限之内，为欧罗巴快帆任务提供了预测框架。

英文摘要

Cryovolcanism is a fundamental geodynamical process that has been observed on several icy moons. Europa stands out as a primary target for investigating potential cryovolcanic activity and its role in shaping icy moon surfaces. This work characterizes the physical state of ascending cryomagma and evaluates the relevance of terrestrial analogues to explain Europa's surface features. After investigating cryomagma depressurization, we developed CryoPy, a numerical model based on Smoothed-Particle Hydrodynamics (SPH) for computational fluid dynamics and heat transfer. We simulated flow propagation and surface cooling using this model. Our simulations show that snow is a relevant physical analogue for cryolava, as the resulting flows closely match the smooth plains observed by Galileo in both extent and morphology. Additionally, we established the temporal thermal signatures of these events. Such active cryovolcanic events are within the detection limits of, primarily, the E-THEMIS infrared imager, providing a predictive framework for the Europa Clipper mission.

发表机构

• Laboratoire Environnements et Atmosphères Terrestres et Planétaires, Université de Reims Champagne-Ardenne（地球与行星大气与环境实验室，兰斯香槟-阿登大学）
• Laboratoire de Planétologie et Géodynamique, CNRS UMR 6112, Université de Nantes（行星学与地球动力学实验室，法国国家科学研究中心联合研究单位6112，南特大学）
• Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（喷气推进实验室，加州理工学院）

机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。