近年来，科学家们收集了越来越多的证据，表明在冥王星冰冷的表面下可能存在一个液态水海洋。这是一个惊人的设想，因为这颗矮行星围绕太阳运行的轨道比地球远近40倍，温度会降至零下380华氏度以下。在这样的环境下，一个严峻的问题浮出水面：如果冥王星真的存在地下海洋，它怎么可能不结冰呢？
正如保温瓶的设计是为了将温暖的咖啡与外界的寒冷隔离开来，冥王星也拥有自己的隔热技巧，以使其全球性的海洋保持相对的温暖。在一项周一发表在《自然地球科学》杂志上的研究中，一个行星科学家团队证明，在冥王星地表冰壳下方可能存在一层气体，这层气体能够为海洋提供保温作用，并将温度维持在足以保持液态的水平。这些发现有助于解释一些矛盾的谜团，为科学家们提供了迄今为止对这颗太阳系中最奇特天体之一地下情况的最佳解释。
我们没有直接观测到所谓的地下海洋，但有两个主要证据支持其存在。首先，理论计算表明，冥王星内部岩石的放射性衰变会产生足够的热量来维持地下海洋。其次，存在一些与地下海洋相符的地质特征，例如由海洋重新冻结产生的裂缝。
冥王星最引人注目的区域之一被称为斯普特尼克平原，这是赤道附近的一个大盆地，也是冥王星著名的苍白“心脏”地貌的西部组成部分。盆地通常不会出现在赤道附近，除非它们是高密度区域。既然斯普特尼克平原是一个凹陷，那么质量必然位于地下；而由于冰的密度低于水，因此在薄薄的冰层下存在深厚的液态水池是合理的。所以，如果冥王星某处存在地下水库，斯普特尼克平原就是你应该寻找的地方。
这正是神田顺一（Shunichi Kamata）的想法——如果科学家们能够首先解决一个矛盾。作为日本北海道大学的一名研究员，也是这项新研究的主要作者，神田顺一表示，海洋的存在意味着冥王星内部温暖，但如果内部温暖，行星的冰壳就会足够柔软，容易变形，从而产生足够的冰流，使冰壳形成均匀的全球形状。而斯普特尼克平原的存在与这一预期相悖，神田顺一及其团队想知道原因。
加州大学圣克鲁兹分校的行星科学家、该研究的合著者弗朗西斯·尼莫（Francis Nimmo）表示，他和同事们曾认为海洋的存在与氨浓度有关，氨具有防冻剂的作用，可以防止冰流。尼莫说：“这让大家都有点不安。”“有那么多氨的可能性不大。所以这项新研究试图解释没有冰流的原因，而无需在海洋中加入大量防冻剂。”
神田顺一着手尝试构建一个能够协调所有不同过程的模型，并最终意识到他的计算需要考虑气体的存在。
虽然“隔热”是理解发生情况的简单方式，但气体的工作机制并非与填充在干墙里的隔热材料完全相同。当冰形成时，其分子结构会固化并形成晶体。有时，气体分子会被困在被称为包合物的冰“笼子”里。当包合物形成时，它们会将冰的热绝缘性能提高十倍。它们能够使海洋保持温暖，同时保持冰壳的低温，防止冰流。
尼莫说：“包合物看起来和普通冰差不多，但如果你点燃它们，它们会燃烧得相当好。” 这些包合物中的气态分子被认为是甲烷，主要被水包围。当冰壳缓慢增厚时，包合物通过捕获从下方冒出的甲烷分子而形成。“气体分子从哪里来是一个好问题，”他说。“它们可能是冥王星形成时留下的，也可能是随着冥王星硅酸盐核心变暖而发生的反应产生的。”
神田顺一、尼莫及其同事通过计算机模拟验证了这些模型，这些模拟考虑了冥王星内部温度的演变以及冰壳形状的演变。如果没有包合物，海洋将在十亿年前就已冻结，冰壳也会很快变平。“它可能变成了一个巨大的彗星状天体，”神田顺一说道。然而，这一机制预示着地下海洋的未来是光明的，它可能会在未来数十亿年内保持液态，而上方的冰层将坚如磐石。
这是一个很好的解释，但这些模型仅仅是模型，并非证明。尼莫说：“有一些更确凿的测试常用于探测地下海洋，但目前我们无法进行任何一项，要么是因为我们没有数据，要么是因为冥王星不配合。”“例如，你可以通过寻找其感应磁场来探测海洋——但冥王星没有磁场。或者你可以通过比较测量到的重力和地形来寻找海洋——但这需要轨道飞行器来完成。”
即使存在海洋，潜在的气体缓冲层本身也更难研究。由于斯普特尼克平原是一个质量过剩的区域，我们可以通过轨道仪器测量其周围的重力场变化。理论上，如果我们拥有极其强大的雷达系统（正如未来的欧罗巴快帆任务在研究木星的卫星时将拥有的），我们或许能够穿透冰壳成像气体。我们甚至可能通过测量冥王星大气中游动的气体分子来一窥被捕获的包合物。但总的来说，要证明距离我们数十亿英里远的、厚达100英里的冰层下方存在一层包合物，是远非易事。
但至少现在，科学家们有了一个更明确的研究方向。冥王星的内部隐藏着秘密，而深空科学的新时代迟早会揭开真相。
