木星的已知卫星有79颗，它们的大小和性质有很大差别。除了4颗伽利略卫星（木卫一～木卫四）（见图6-55）很大外，其余的都很小，大多仅几千米。按轨道特征，有8颗是规则卫星，包括4颗伽利略卫星和4颗小的内卫星（木卫十六、十五、五和十四），其余的都是不规则卫星。规则卫星分为内卫星群（Amalthea group，4颗内卫星）和主群（Main group，4颗伽利略卫星）；不规则卫星分Himalia群、Carme群、Ananke群、Pasiphae群（见图6-56），可能是木星俘获小行星的撞击碎块。表6-6列出了16颗大木卫的主要特性。
图6-55 木星的伽利略卫星（彩图见附录B）
图6-56 木卫群
表6-6 大木卫的主要特性
（续表）
1）木卫一：火山卫星
图6-57 木卫一及其火山喷发（彩图见附录B）
它有80多个活火山，火山活动不断更新彩色表面（见图6-57）。旅行者1号飞船看到8个火山喷发，有7个又在四个月后被旅行者2号看到，喷发羽升腾高达100多千米，宽达1000多千米，喷发物主要是硫和二氧化硫。喷发速度达几百米／秒到几千米／秒（而地球火山喷发速度很少超过100 m／s）。17年后，伽利略飞船看到12个火山在喷发。
为什么木卫一至今仍有火山活动？一种原因是木星及木卫二对木卫一的引潮作用，估计木卫一的潮汐能源为108MW，相当于人类总耗能的10倍；另一种原因是（在木星磁层内的）木卫一与木星之间有百万安培的电流作用。
为什么木卫一的火山羽规模比地球上的大？这是因为木卫一的引力场弱和缺少大气。大部分喷发物落回表面而冷凝成多彩沉积，少部分逃离木卫一，很快被太阳辐射和木星磁层高能粒子碰撞而离解，提供沿木卫一轨道附近及磁层的带电粒子。
木卫一有多种火山地貌。整个表面有200多个直径大于20 km的破火山口，其周围是亮晕或暗晕。约半数破火山口外有熔岩流，呈黑、红、黄、棕、橙、紫、白等多种颜色，这是因为含各种硫的同素异形体。岩流长为几百千米，宽为几十千米，还有几个低的盾形火山。木卫一上至少有一个200 km大小的熔岩和硫的湖（Loki Patera）。
木卫一表面几乎没有陨击坑，可能陨击地貌被改造了，其外壳也不存在冰。在其南极附近有几个成因不明的孤立高山，高达10 km，成为木卫一之巅。
2）木卫二：冰卫星(www.xing528.com)
它表面为较纯的水冰，地质上较年轻，表面很平坦，陨击坑也较少（见图6-55与图6-58）。飞船揭示它的前导（轨道运动前侧）半球以亮的平原为主，而后随半球以较暗的斑驳地貌为主，有很多长而窄的线形地貌，有些是成双或多重的。
木卫二表面散布陨击坑。很多断裂是陨击所致。最大的陨击坑约30 km深，陨击穿过冰壳，把下面物质溅落到坑缘外几百千米。还有一些小的单独陨击坑、成群的次生坑。木卫二表面也有穹丘、类流瓣等冰火山和热斑地貌。
3）木卫三：有断裂的巨大卫星
它是太阳系最大卫星，其表面是脏的水冰，前导半球较亮而年轻，后随半球则较暗而古老。亮、暗两种地貌大致各占一半；但不同于月球，木卫三的暗区是古老的陨击地貌，而亮区则较年轻且多沟-脊，这是因为木卫三有冰壳而月球有岩石壳的缘故。木卫三的最大陨击古老暗地貌是伽利略区（Galileo Regio），直径为3200 km，有宽为5～10 km的同心环状和放射状复杂断裂沟槽，中央是低起伏板块体——变余构造（palimpsest）。有些较年轻的陨击坑还有中央峰及长达1000 km的辐射纹，亮辐射纹是陨击抛出的新鲜冰，而暗辐射纹和暗物质是陨石物质或木卫三的泥土（富碳、氢、氧、氮的有机物——称为“索林（tholin）”的混合物）。
图6-58 木卫二的多种地貌
木卫三有很多陨击坑，暗地貌区更多，有多种大小（直径为几千米到50 km以上）和形态，从小的碗形坑到中等的复杂坑乃至大的类盆地断裂和变余构造。大的（直径为20～100 km）新陨击坑常有亮的辐射纹延续几百千米，坑中央有峰或穹；也有较小陨击坑带暗辐射纹（陨击物质），有些坑底也是暗的。仍保留的最大陨击盆地（Gilgamech）的中央圆形凹陷“疤”直径为800 km，陨击造成局部沟槽及次生坑。特别有趣的是，13个陨击坑成串（见图6-59），这是类似于苏梅克-列维9号（Shoemaker-Levy 9）彗星碎块依次撞击木星的例证。木卫三的近极区有薄霜（可能是水或二氧化碳霜）极冠。
亮地貌上有很多沟-脊，宽几千米到几十千米，长100 km至1000 km，脊高300～400 m，也有交叉交汇及错动的沟-脊，这是冰壳扩张构造所致拉张断裂而形成的较年轻地貌。木卫三可能有类似地球的初期板块构造。
图6-59 木卫三的沟槽（左）与陨击坑串（右）
4）木卫四：陨击坑累累的卫星
它表面很暗，陨击坑累累。最令人惊奇的是瓦尔哈拉（Valhalla）多环盆地（见图6-60），中央亮区直径为600 km，环的特征随径向距离及环境变化，甚至有15个环远到3200 km，环都较窄，伽利略飞船分辨出环是弯曲的沟，很多是缘亮、底暗的地堑，而另些是朝外的断裂崖，各沟间距约为50 km。有趣的是，该区不仅有不同退化程度的陨击坑，而且有彗星碎块串陨击的坑链（见图6-61）。瓦尔哈拉的中央亮区和其他陨击构造可能是从脏表层下面开掘出清洁冰区域。但是，木卫四缺乏内部地质活动遗迹，没有沟槽地貌，没见到冰火山迹象，那里到处有平坦的暗物质表层，仅在亮坑缘处割断，暗物质可能是含水矿物和二氧化硫，或许也有“索林”，可能与微陨石陨击有关。很多陨击坑已退化，可能是陨击改造了木卫四表面。很多陨击坑（尤其高纬的）中的亮片可能是霜沉积。总之，木卫四的地质演化程度小。
图6-60 木卫四的瓦尔哈拉多环盆地
图6-61 木卫四的陨击坑链
木星的其他卫星都较小，形状不规则，资料不多。木卫五表面暗红，严重陨击而表面不规则，各区域亮暗不一。木卫十五形状也不规则，表面很暗，可能是岩石质的。木卫十四和木卫十六都小于50 km，表面很暗，它们离木星近，可能供给木星环系很多质点，影响环系结构。其余卫星都离木星远，小而暗，可能是俘获的碳质小行星。
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