2005年，当卡西尼号探测器掠过土星的卫星恩克拉多斯时，它的相机瞥见了这颗异星上一处引人注目的特征：虎纹。而在欧罗巴冰壳的裂缝以随机的角度横贯表面时，恩克拉多斯的表面却呈现出五条宏伟的裂缝，平行地横跨其南极，每条裂缝的长度约80英里。
现在，一组物理学家提出了他们对这些条纹起源的解释：一个失控的海洋喷涌而出，并像雪一样落下，其重量足以压垮冰架，从而形成这些相当均匀的裂缝。该研究结果于周一发表在《自然天文学》杂志上。该理论还暗示了水如何从月球逃逸到轨道上，卡西尼号能够从中采样并确定这些液体具有支持我们已知生命所需的绝大多数化学成分。
“正是因为有了这些裂缝，我们才得以采样并研究恩克拉多斯的地表以下海洋，这正是天体生物学家们所钟爱的，我们认为理解形成并维持这些裂缝的力量至关重要，”卡耐基科学研究所的物理学家、论文合著者道格拉斯·海明威在新闻稿中说道。
这是一个有条理的解释，它建立在先前的研究基础上，解释了为何这些条纹出现在两极，以及为何它们是并排排列的，但一些地质学家怀疑这是否需要太多的巧合。“他们需要太多的假设同时成立，”未参与该研究的加州大学洛杉矶分校的行星科学家安·尹说。“这就像三四个完美的[情景]必须凑在一起。”
故事始于冰壳下涌动的海洋。当恩克拉多斯在遥远的过去冷却时，一层海水结冰并膨胀。被地壳困在地表以下，这种膨胀使海洋产生压力，直到就像一个在冰箱里放得太久的玻璃瓶，总有东西会爆裂。
土星的引力在恩克拉多斯绕轨道运行时偶尔会挤压它，这个过程在卫星的两极削薄了地壳。随着压力的积聚，海明威及其同事认为，正是南极碰巧先破裂了。冰冷的岩石被撕裂，暴露了下方的海洋，一条被称为“巴格达”的长裂缝贯穿了这颗星球的最南端。
根据以往的研究，月球上的潮汐是由土星的引力拉扯引起的，它通过反复撕裂和重新合拢，阻止了裂缝结冰。“你实际上是在将水冲出去，然后再泵回来，”海明威说，这搅动了水并保持了裂缝的温暖。由于不断暴露在太空的真空中，大量的水持续渗入天空中，形成了卡西尼号曾穿过的羽状喷流。
来自这些羽状喷流的冰屑降落在“巴格达”裂缝的两侧。它们随着时间的推移而堆积，压垮了冰架，直到它们破裂，形成了“开罗”和“大马士革”（这些条纹的名字来源于《一千零一夜》中的地名，这是一部中东和印度民间故事集），距离“巴格达”约20英里。尹将这种情况比作把一个孩子放在一根细长的跳水板尖端，然后喂他吃东西，直到跳水板弯曲。
这个过程继续进行，催生了“亚历山大”裂缝，以及另一条未能触及地表以下海洋的、不那么深的非官方昵称为“E”的裂缝。海明威及其同事估计，每条裂缝需要一万年到一百万年才能喷出足够的海水并降下足够的冰，从而产生下一对裂缝。然而，不应该再形成新的裂缝了，因为随着它们离两极越来越远，冰也越来越厚。
然而，一些地质学家仍然怀疑这个新理论是否真正描述了恩克拉多斯的历史。“我个人认为可能性非常小，”尹说。他认为全球海洋均匀融化和结冰的假设是不现实的，因为月球北半球那些完美的陨石坑几乎没有经历过全球加热或冷却的创伤迹象。
相反，他认为月球内部的一阵热量融化了一个半英里高的高原的一部分，就像在平底锅里融化一块奶酪一样。当这个冰滑坡横向倾泻到月球冰冷的岩石层中时，它会推起仍然可见的褶皱。这些褶皱然后会冻结到位，而他认为，冰滑坡产生的累积水平压力会在同一时间撕裂所有五条虎纹。尹及其同事在2015年和2016年发布的两篇论文中详细阐述了他们的理论，他认为该理论用更少的假设解释了更多的特征。
尹欢迎新海洋喷涌理论的竞争——他同意这并非不可能——因为它提出了可检验的预测。蒸发的水蒸气在数百万年里压垮冰架的过程中，应该层层叠叠地沉积了冰，这些层应该在条纹处暴露出来。海明威的裂缝应该会呈现出深切的痕迹，并在整个断层处暴露海水，而尹的裂缝只会在特定点喷射出水蒸气羽流。目前的成像技术无法区分这两种情况，但未来对恩克拉多斯的探索将使虎纹的起源更加清晰。卡西尼号的团队成员提议了一项名为“恩克拉多斯生命探测器”的后续任务，以重返这颗冰冷的星球，但该任务尚未获得资金。
“在遥远的未来，如果我们有航天器在轨道上，或者有着陆器，”海明威说，“我们可以更详细地了解其内部结构，这将有助于检验一些想法。”
