木衛二（歐羅巴）上可能有板塊構造嗎？

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/2017JE005370/abstract

謝邀，這篇文章所討論的，應該是木衛二（歐羅巴）上是否有可能存在「冰板塊構造」，而不是岩石板塊構造。按現有對於其表面隕石坑的觀測認知，在木衛二表層10-30公里厚的冰殼之下，應該存在著約100公里厚的液態水，或者容易塑性變形的「熱冰」。

圖片來源：https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%9C%A8%E5%8D%AB%E4%BA%8C

圖片來源：Europa (moon) - Wikipedia

因此，這種10-30公里厚的冰殼，理論上是有可能像地殼一樣發育類似大洋中脊的冰中脊，並形成冰板塊俯衝帶的。題目中鏈接里的文章，大篇幅在討論冰板塊的孔隙度，鹽度，以及溫度，就是想證明俯衝帶發育的可能性。冰板塊是確實存在的，由於木星引力造成的潮汐壓力確實曾經把冰殼撕裂，形成了很多縫合帶，有些甚至寬達20公里。但是現在木衛二已經被潮汐鎖定，總是保持著同一個方向對著木星。冰板塊也沒有那麼活躍了。

就我個人觀點，即使冰板塊具有俯衝的可能性，還要有足夠的推動力來源來驅動這種俯衝。這需要木衛二內部具有持續的熱源，才有可能形成類似地球大洋中脊的構造。對於木衛二目前的熱源，天文學家普遍認為是木星潮汐力所提供的熱能。那這些熱能夠不夠形成液態水環流，冰殼中脊呢？以現在的觀察來看，恐怕還是不行的。

Europa有兩個很大的問題：

1. 它的地表很年輕，用隕石坑來計算的話，大概在40-90 Myr（e.g. Zahnle et al., 2008 Icarus)，也就是白堊紀末或者古近紀到現在的長度。
2. 缺乏擠壓構造（compressional structure). Europa表面的Dialation bands大概佔5-10%的表面積 (e.g. Figueredo and Greeley 2004 Icarus). 由於這些bands是拉伸性質的，為了平衡這些應力，必然存在相應的擠壓構造。

板塊運動是一種（並不唯一）解決方案。因為板塊俯衝可以很好地消滅較老的冰殼，伴隨的火山運動也可以將老的地殼覆蓋(Resurfacing)。另外，俯衝帶的存在也可以平衡Dialation bands的應力。Europa的冰殼上確實有很多像是產生於板塊運動的構造。比如：

1. 類似於大洋中脊的Dialation bands. 這些bands裡面填充的是新的冰殼，而且它們的地貌特徵也很像洋中脊。目前的主流解釋也偏向於此。

2. 類似於轉換斷層的大尺度走滑斷層 （圖1）。

3. 類似於俯衝帶的"Subsumption bands" （Kattenhorn and Prockter, 2014 Nature Geoscience). 對這塊區域（圖4）的構造重建顯示，有大概99km的冰殼消失在了Subsumption bands附近。並且他們發現，在假想的俯衝帶的上盤地殼上可能有大量的冰火山活動（圖4），有點類似地球上的產生於板塊俯衝的弧形火山帶。

一切跡象表明，至少從地貌和構造重建的結果上看，Europa的冰殼上存在著類似板塊運動的構造樣式。

但是，這種「冰板塊運動」是不是全球性的呢？它的動力是什麼？現在我們還不清楚。

Kattenhorn and Prockter (2014) 提出，如果單靠板塊運動解釋問題1，2，那麼需要4,300-39,000 km的俯衝帶（論文中的俯衝帶大概1,700km長). 如果找不到這麼長的俯衝帶的話，很顯然我們需要別的機制來解釋問題1，2 ，例如全球性的褶皺 （Bland and McKinnon, 2012 Icarus; 2013 GRL), 或者是」冰地幔熱柱「以及火山活動帶來的大面積的地表重構（Reworking or resurfacing，這種假說也用來解釋木衛一Io的年輕的地殼年齡，e.g. O"Reilly and Davies, 1981 GRL)。很有可能，包括板塊運動在內，幾種機制的結合共同造成了問題1，2的出現。

題主提到的這篇文章研究的是」冰板塊運動「的動力問題。在地球上，板塊運動的主要動力是Ridge Push和Slab Pull，分別代表著由大洋中脊的重力勢能，地殼增生帶來」推力「，以及高密度（相對於地幔）的俯衝板片所帶來的」拉力」。這些動力在Europa上存在嗎？如果存在，足夠嗎？是否有其他的動力（例如地幔對流帶來的drag force)佔主導 （圖5，Stern et al., 2017 Geoscience Frontier)？這些東西都是需要進一步研究的。題主提供的文章顯示，在一定的鹽分和孔隙度組合下，Europa slab pull可能可以支撐板塊俯衝運動。