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在后面华枫逐渐清楚1997年2月，伽利略号从距离木卫二586千米处飞过时拍摄的照片显示，木卫二表面最大的冰山宽达13千米，高为100～200米。美国科学家史蒂文等人认为，由于木星对木卫二内核的引力作用，使其冰幔下面的水保持液体状态，成为深达几千米的海洋。1998年12月伽利略号拍摄的照片显示，木卫二南部有一条长达800米的裂缝。

2000年1月，伽利略号从距离木卫二351千米处掠过时发现，木卫二地磁北极点位置频繁移动。科学家们认为，这是木卫二含盐海洋在冰层下流动形成电磁场引发的结果。

在研究了木卫二表面裂缝照片之后，2002年9月格林伯格研究小组宣称，木卫二冰层较薄，观测到的表层裂缝可使气体、热量和有机物质接触到表层下面可能存在的水。这种情况显示，木卫二可能存在的海洋同地球上的北冰洋相似。既然北冰洋能通过冰层的裂缝接触空气和热量，那么木卫二上的海洋也能通过冰层裂缝与外界接触。

科学家们依据旅行者2号和伽利略号获取的资料，于2007年绘制出的首张木卫二全球地质构造图揭示，其表面地质构造比较年轻且富于变化。2008年，科学家们发现，木卫二极地旋转轴偏移了80多度。这样的极端变化表明木卫二表面冰壳厚度不一致，在其下面有广阔的海洋。科学家们还用多种航天器获得的照片，绘制了木卫二表面直径达500千米以上的大型弧状盆地图像。经综合分析研究，科学家们认为，木卫二内部有一个金属核，核外是石质的壳，壳外是液态水海洋，海洋表面是冰层。

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