富氨冰壳中的压实与熔融传输：对海卫一演化的启示

氨若存在于冰卫星的冰壳中，可将熔融起始温度降至 176 K，并创造一个部分熔融在热学上稳定的大温度范围。富氨部分熔融区域的演化可能强烈影响冰体的地质和热演化。要使熔融体从部分熔融区中析出，周围固体基质必须变形并压实。富氨熔融体是下沉至 subsurface ocean（地下海洋）还是冻结在冰壳中，取决于压实速率和热演化。本文构建了一维几何下部分熔融富氨冰壳的压实与热演化模型。我们模拟了初始薄冰壳在含 10% 氨的海洋之上的增厚过程。发现当冰壳增厚快于压实速率时，富氨熔融体可冻结在冰壳上部 5 至 10 公里内。近表面挥发物的捕获表明，在冰壳重新加热时可能发生共晶熔融事件。然而，随着冰壳增厚速率降低，富氨熔融体被有效排出冰壳，冰壳主体为纯水冰。我们将结果应用于海王星卫星海卫一的热演化。随着海卫一冰壳增厚，其地下海洋中氨浓度逐渐升高有助于防止冻结，并使预测的最终海洋厚度增加最多 50 km。