图解：木星卫星木卫二上厚厚的或薄的冰壳 ©NASA图像
木卫二是一个被冰覆盖着的岩石块，但是它缺少它应该有的火山口和山脉。例如，木卫二没有大型山脉，这是由于它与其他伽利略卫星的轨道共振和木星的引力，它的表面受到巨大的压力。木卫二虽然没有峡谷和山脉，但是在它的表面存在很多棕色的裂缝，就像被填满在地下的线条，这有可能是因为在木卫二熔融核心和冰冻外壳之间存在一个地下海洋。
木卫二怎么会有地下海洋呢?
木星和它的卫星就像一个小太阳系，但木星不像太阳那样散发热量。相反，它对它的卫星施加巨大的引力。伽利略发现的四颗巨大的内部卫星之间也相互拉推。这是因为其中三颗卫星处于近乎完美的1:2:4共振状态，就是说木卫一围绕轨道运行了四次时，木卫二沿轨道运行了两次，而木卫三沿轨道运行一次。
图解：木卫二的内部结构 ©NASA图像
这种持续的挠曲导致潮汐的弯曲，引起木卫一产生高达300英尺的物理潮汐。像木卫二这样的伽利略卫星并不会扭曲得那么远，但是卫星不断的挠曲会加热它们的内部。这就是为什么木卫二有一个炽热的金属内核，产生的热量足以在其厚厚的外层冰层下融化形成海洋。木卫二也有“混沌”的地区。这些地区有相对较高的山峰，最高仅250米，但其表面总体是光滑的，还有类似于碎片的构造板块的杂乱地貌。得克萨斯大学奥斯汀分校的天文学家提出，这些“混沌”特征是由地表下潜在的液态水湖泊造成的。如果它们确实存在，那么这些地下湖泊将被更接近地表的冰所包围，而不是被更深的海洋所包围。
图解：木卫二背向行进方向的半球。右下角的白色区域为普维斯撞击坑，深色区域是木卫二水冰表面矿物含量较高的区域。图像颜色近似真色，于1996年9月7日由伽利略号拍摄。
木卫二是第一个探测拥有地下海洋的行星。然而，来自伽利略号任务的数据表明，伽尼梅德和卡利斯托也有地下海洋。在伽利略卫星中，木卫一是唯一一颗由于极端的火山活动而没有海洋的卫星。目前还没有证据证明木卫二的海洋在体积上能与地球相匹敌。地下海洋理论很有吸引力，因为它将为太阳系其他地方的生命提供另一个栖息地。木卫二上的生命像地球海底的生命一样生活在地下海洋中，由“黑色”喷口产生地热提供能量，不断喷出甲烷和碳氢化合物。木卫二上的生命不需要也不需要阳光，因为它永远不会到达冰冷的深处。
图解：欧洲航天局正在计划前往木卫二执行任务（果汁）©NASA图像
然而，木卫二的核心是热的，整个行星表面也有可能因为这股热量形成“温暖的冰”。这些温暖的冰比地球表面的-170°C要暖和得多，但仍将远低于水的冰点。在这个模型中，重金属盐的液态水将以薄壳的形式存在于行星的岩石内核周围，当潮汐热通过行星时，它会迅速冻结。除非向木卫二发射探测器，就像向金星发射探测器，用探地雷达测绘木卫二表面，或者用探针钻冰一样，否则这个问题很可能仍将是个谜。一部改编自科幻小说作家亚瑟·C·克拉克小说的同名电影《2010》就描述了地下海洋现象，由冰下的海洋理论广为人知。
探索木卫二
“先锋10号”和“先锋11号”探测器飞越木星，传回了木卫二的粒状图像。旅行者号探测器传回了更清晰的木卫二图像。旅行者号飞船离木星很近，发现了以前不为人知的更小的卫星。于1989年由美国宇航局发射升空伽利略号航天飞机自1995年进入木星轨道后，飞过木卫二，为我们提供了卫星上最好的信息。木卫二是哈勃太空望远镜定期研究的对象。二十年后，新视野号在飞往冥王星的途中飞过木卫二。
