木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)又稱(cheng)為(wei)卡里斯(si)托(tuo)（Callisto、英語發音：/k??l?sto?/、希臘文：Καλλιστ?）是(shi)圍繞木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)運轉的(de)一(yi)(yi)顆(ke)(ke)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)，由(you)伽(jia)利略(lve)·伽(jia)利萊在(zai)(zai)(zai)1610年首次發現(xian)。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)是(shi)太陽系第(di)三大衛(wei)(wei)星(xing)(xing)，也(ye)是(shi)木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)第(di)二大衛(wei)(wei)星(xing)(xing)，僅(jin)次于(yu)(yu)木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)的(de)直徑為(wei)水(shui)星(xing)(xing)直徑的(de)99%，但是(shi)質量只有(you)它的(de)三分之一(yi)(yi)。該衛(wei)(wei)星(xing)(xing)的(de)軌道(dao)在(zai)(zai)(zai)四(si)(si)顆(ke)(ke)伽(jia)利略(lve)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)中距離木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)最遠(yuan)，約為(wei)188萬(wan)千(qian)米。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)并不像內層的(de)三顆(ke)(ke)伽(jia)利略(lve)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)（木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)一(yi)(yi)、木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)二和木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)三）那(nei)般處于(yu)(yu)軌道(dao)共振狀態，所以并不存在(zai)(zai)(zai)明(ming)顯的(de)潮(chao)汐(xi)熱效應。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)屬于(yu)(yu)同步自(zi)轉衛(wei)(wei)星(xing)(xing)，永(yong)遠(yuan)以同一(yi)(yi)個面朝向木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)。木(mu)(mu)(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)由(you)于(yu)(yu)公轉軌道(dao)較(jiao)遠(yuan)，表面受到木(mu)(mu)(mu)(mu)星(xing)(xing)磁場的(de)影響小(xiao)于(yu)(yu)內層的(de)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)。
木(mu)衛四由(you)近乎等量的(de)(de)巖石(shi)和水(shui)所構成，平均(jun)密度(du)約為1.83克/厘米(mi)。天文學家(jia)通過(guo)光譜(pu)測(ce)(ce)定得知木(mu)衛四表面物(wu)質包括冰(bing)、二氧化(hua)碳、硅(gui)(gui)酸鹽和各種有(you)機物(wu)。伽(jia)利略號的(de)(de)探測(ce)(ce)結果顯示木(mu)衛四內部可能存(cun)在(zai)(zai)一(yi)個(ge)較小的(de)(de)硅(gui)(gui)酸鹽內核，同(tong)時在(zai)(zai)其表面下(xia)(xia)100千米(mi)處可能有(you)一(yi)個(ge)液態水(shui)構成的(de)(de)地下(xia)(xia)海洋(yang)存(cun)在(zai)(zai)。
由于木(mu)衛四上(shang)可能有(you)海洋(yang)存(cun)在，所(suo)以該衛星(xing)(xing)上(shang)也可能有(you)生物生存(cun)，不過概率要小于鄰近(jin)的另一顆衛星(xing)(xing)木(mu)衛二(er)。多(duo)艘空(kong)間探測器(qi)都(dou)曾對該衛星(xing)(xing)進行過探測，包括(kuo)先驅(qu)者(zhe)10號、先驅(qu)者(zhe)11號、伽利略號木(mu)星(xing)(xing)探測器(qi)和卡西(xi)尼號。長久(jiu)以來，人們都(dou)認(ren)為木(mu)衛四是設置(zhi)進一步探索木(mu)星(xing)(xing)系(xi)統基地(di)的最佳地(di)點。
木衛(wei)四(si)(si)表(biao)面曾經遭受(shou)過(guo)猛烈撞(zhuang)擊(ji)，其地質(zhi)年齡十分古老。由于木衛(wei)四(si)(si)上沒有任何板塊運(yun)動(dong)、地震或(huo)火山噴(pen)發等地質(zhi)活動(dong)存在的(de)(de)(de)(de)證(zheng)據，故天文(wen)(wen)學家認為(wei)其地質(zhi)特征主要(yao)是(shi)隕石撞(zhuang)擊(ji)所(suo)造成(cheng)的(de)(de)(de)(de)。木衛(wei)四(si)(si)主要(yao)的(de)(de)(de)(de)地質(zhi)特征包括多環(huan)結構、各種形(xing)(xing)態的(de)(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)坑、撞(zhuang)擊(ji)坑鏈(lian)、懸崖、山脊與沉(chen)積(ji)地形(xing)(xing)。在天文(wen)(wen)學家仔細考察(cha)后，發現(xian)該衛(wei)星表(biao)面地形(xing)(xing)多變，包括位于抬升地形(xing)(xing)頂部、面積(ji)較小且明亮的(de)(de)(de)(de)冰體沉(chen)積(ji)物及環(huan)繞其四(si)(si)周、邊緣較平緩的(de)(de)(de)(de)地區(qu)（由較黑暗的(de)(de)(de)(de)物質(zhi)來(lai)構成(cheng)）。天文(wen)(wen)學家認為(wei)這(zhe)種地形(xing)(xing)是(shi)小型地質(zhi)構造升華所(suo)導(dao)致的(de)(de)(de)(de)，小型撞(zhuang)擊(ji)坑普遍消失，許多疙瘩(da)地形(xing)(xing)是(shi)遺(yi)留下來(lai)的(de)(de)(de)(de)痕跡(ji)，該地形(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)確切(qie)年齡還未確定。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)上存在一(yi)層非(fei)常(chang)稀薄的(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)，主要由二氧化碳構成，成分(fen)(fen)可(ke)能還(huan)包括氧氣(qi)，此外木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)還(huan)有(you)一(yi)個(ge)(ge)活動劇烈的(de)(de)(de)(de)(de)電離層。科學(xue)家(jia)們認為木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)是(shi)因木(mu)(mu)星四(si)(si)周氣(qi)體和塵埃圓盤(pan)的(de)(de)(de)(de)(de)吸積作用而緩慢形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)。由于(yu)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)形(xing)成過程緩慢且缺(que)乏潮(chao)汐熱(re)效應(ying)，所以內部結構并未經歷快速的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)化。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)(si)內部的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)對流在形(xing)成后不久就已(yi)經開始，這種對流導致(zhi)內部結構的(de)(de)(de)(de)(de)部分(fen)(fen)分(fen)(fen)化，位(wei)于(yu)地表100至(zhi)150千米(mi)深處的(de)(de)(de)(de)(de)地下海洋與一(yi)個(ge)(ge)個(ge)(ge)比較小的(de)(de)(de)(de)(de)巖(yan)質內核可(ke)能因此形(xing)成。
意大利(li)天(tian)文學(xue)家伽利(li)略在1610年1月(yue)發現了(le)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四和其(qi)他三(san)顆木(mu)(mu)星大衛(wei)(wei)(wei)星（木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)一(yi)、木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)二(er)和木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)三(san)）。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四的(de)(de)名稱(cheng)來自希臘神(shen)話中(zhong)宙斯(si)(si)的(de)(de)愛(ai)人之一(yi)卡(ka)里(li)斯(si)(si)托(tuo)，她(ta)是(shi)一(yi)位與月(yue)亮女神(shen)阿(a)爾(er)忒彌斯(si)(si)關系密切的(de)(de)寧(ning)芙（有時也被認為(wei)(wei)是(shi)呂卡(ka)翁的(de)(de)女兒）。西(xi)門·馬(ma)(ma)里(li)烏斯(si)(si)在該(gai)星被發現后不久提出該(gai)名稱(cheng)，馬(ma)(ma)里(li)烏斯(si)(si)則認為(wei)(wei)這是(shi)約翰內斯(si)(si)·開普勒的(de)(de)建議。然而天(tian)文學(xue)家在很(hen)長時間內都(dou)不歡迎這個名稱(cheng)，直到20世(shi)紀(ji)中(zhong)期才廣泛采用。很(hen)多早期的(de)(de)天(tian)文學(xue)文獻中(zhong)均以羅馬(ma)(ma)數字(zi)來稱(cheng)呼這顆衛(wei)(wei)(wei)星（該(gai)體系由伽利(li)略所(suo)提出），即稱(cheng)為(wei)(wei)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)(wei)四（Jupiter IV）或“朱庇特的(de)(de)第四顆衛(wei)(wei)(wei)星”（the fourth satellite of Jupiter）。
木(mu)衛(wei)四上(shang)(shang)一個撞(zhuang)擊(ji)坑(keng)平(ping)原的(de)(de)近(jin)紅(hong)外(wai)光譜(pu)圖(tu)。木(mu)衛(wei)四的(de)(de)平(ping)均(jun)密度為(wei)(wei)1.83g/cm3,，表明它(ta)是由(you)近(jin)乎(hu)等(deng)量的(de)(de)巖石(shi)(shi)和冰體水構(gou)成(cheng)的(de)(de)，此外(wai)可能還(huan)存(cun)在(zai)(zai)某些不穩定的(de)(de)冰體，如(ru)氨的(de)(de)冰體。冰體的(de)(de)比重介于(yu)49-55%之(zhi)間。木(mu)衛(wei)四巖石(shi)(shi)的(de)(de)確切構(gou)成(cheng)還(huan)不為(wei)(wei)人知(zhi)，但(dan)是很可能接近(jin)于(yu)L型(xing)或LL型(xing)普通球(qiu)粒隕石(shi)(shi)，這兩(liang)類(lei)隕石(shi)(shi)較(jiao)之(zhi)H球(qiu)粒隕石(shi)(shi)，所含的(de)(de)全鐵(tie)(tie)(tie)和金(jin)屬鐵(tie)(tie)(tie)較(jiao)少(shao)，而(er)鐵(tie)(tie)(tie)氧化物較(jiao)多。在(zai)(zai)木(mu)衛(wei)四上(shang)(shang)，以質(zhi)量計，鐵(tie)(tie)(tie)和硅(gui)的(de)(de)豐度比為(wei)(wei)1.05-1.27，而(er)在(zai)(zai)太陽中，則為(wei)(wei)1.8。
木(mu)(mu)衛四的(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)(mian)是不對稱的(de)(de)(de)(de)：其(qi)(qi)同軌(gui)(gui)道(dao)(dao)方(fang)(fang)(fang)向的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)面(mian)(mian)(mian)(mian)要暗(an)于(yu)逆軌(gui)(gui)道(dao)(dao)方(fang)(fang)(fang)向的(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)面(mian)(mian)(mian)(mian)，這與其(qi)(qi)他伽利略衛星(xing)的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)正(zheng)好相反。此外(wai)，其(qi)(qi)逆軌(gui)(gui)道(dao)(dao)方(fang)(fang)(fang)向一(yi)(yi)面(mian)(mian)(mian)(mian)似(si)乎富含二氧化(hua)碳，而其(qi)(qi)同軌(gui)(gui)道(dao)(dao)方(fang)(fang)(fang)向一(yi)(yi)面(mian)(mian)(mian)(mian)則含有較多的(de)(de)(de)(de)二氧化(hua)硫。木(mu)(mu)衛四上許多較年輕的(de)(de)(de)(de)撞擊坑都含有較豐(feng)富的(de)(de)(de)(de)二氧化(hua)碳。總的(de)(de)(de)(de)來說，木(mu)(mu)衛四表面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)物質構成，特別是暗(an)區的(de)(de)(de)(de)物質構成，十分接(jie)近于(yu)D型小行(xing)星(xing)，后(hou)者(zhe)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)(mian)(mian)(mian)由碳基物質構成。
木(mu)衛四表面的(de)(de)(de)(de)反照率(lv)為0.2。人(ren)們推測其表面的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質構成(cheng)與(yu)(yu)其整(zheng)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質構成(cheng)大致相(xiang)同。利(li)用(yong)近紅外光(guang)譜學(xue)(xue)(xue)，科學(xue)(xue)(xue)家(jia)們在(zai)(zai)1.04、1.25、1.5、2.0和3.0微(wei)米波長段(duan)發現了(le)強烈的(de)(de)(de)(de)冰(bing)體(ti)(ti)水(shui)的(de)(de)(de)(de)吸附帶。冰(bing)體(ti)(ti)在(zai)(zai)木(mu)衛四表面普遍存在(zai)(zai)，比(bi)重在(zai)(zai)25-50%之間。對伽利(li)略號(hao)和地基觀(guan)測站拍攝的(de)(de)(de)(de)高分辨率(lv)近紅外光(guang)譜和紫外線(xian)光(guang)譜照片進行分析后，科學(xue)(xue)(xue)家(jia)們發現了(le)多(duo)種(zhong)非水(shui)溶性(xing)物(wu)(wu)質，如含鎂和含鐵的(de)(de)(de)(de)水(shui)合(he)(he)硅酸鹽、二氧化碳、二氧化硫，可能還包括氨和多(duo)種(zhong)有機化合(he)(he)物(wu)(wu)。[光(guang)譜分析的(de)(de)(de)(de)數(shu)據表明(ming)即(ji)使在(zai)(zai)很小的(de)(de)(de)(de)區域內，該星體(ti)(ti)表面的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質構成(cheng)也極度混(hun)雜。由(you)冰(bing)體(ti)(ti)構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)小面積、明(ming)亮斑塊與(yu)(yu)由(you)巖(yan)石、冰(bing)體(ti)(ti)混(hun)合(he)(he)物(wu)(wu)構成(cheng)的(de)(de)(de)(de)斑塊相(xiang)混(hun)雜，而廣大的(de)(de)(de)(de)暗區則由(you)非冰(bing)物(wu)(wu)質構成(cheng)。
木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)的(de)(de)(de)(de)內部結構圖。木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)遭受過猛烈(lie)轟擊的(de)(de)(de)(de)表(biao)面之(zhi)(zhi)下是一(yi)層厚(hou)度(du)(du)在(zai)(zai)(zai)80-150公(gong)里之(zhi)(zhi)間的(de)(de)(de)(de)寒冷、堅硬的(de)(de)(de)(de)冰(bing)質(zhi)(zhi)巖石圈(quan)。對包圍著(zhu)(zhu)木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)及其衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)進行的(de)(de)(de)(de)研究表(biao)明在(zai)(zai)(zai)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)地殼之(zhi)(zhi)下50-200公(gong)里深處存在(zai)(zai)(zai)著(zhu)(zhu)一(yi)個(ge)咸(xian)水海(hai)(hai)洋(yang)(yang)：科(ke)學家們發現置于木(mu)(mu)星(xing)(xing)(xing)(xing)多變(bian)的(de)(de)(de)(de)磁(ci)場(chang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)木(mu)(mu)衛(wei)(wei)四(si)就像個(ge)理想(xiang)的(de)(de)(de)(de)導電球體(ti)(ti)，即磁(ci)場(chang)無法穿透到(dao)達該(gai)衛(wei)(wei)星(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)內核，這意味著(zhu)(zhu)在(zai)(zai)(zai)該(gai)星(xing)(xing)(xing)(xing)體(ti)(ti)中(zhong)(zhong)存在(zai)(zai)(zai)著(zhu)(zhu)一(yi)層厚(hou)度(du)(du)至少達到(dao)10公(gong)里的(de)(de)(de)(de)高電導率液(ye)體(ti)(ti)。該(gai)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)中(zhong)(zhong)可能還含有少量的(de)(de)(de)(de)氨或其他(ta)防凍(dong)物質(zhi)(zhi)，比重達到(dao)了5%，從而(er)阻止了海(hai)(hai)洋(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)冰(bing)凍(dong)。在(zai)(zai)(zai)這種(zhong)情況下，海(hai)(hai)洋(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)厚(hou)度(du)(du)將達到(dao)250-300公(gong)里。如(ru)果不(bu)存在(zai)(zai)(zai)海(hai)(hai)洋(yang)(yang)，那么其冰(bing)質(zhi)(zhi)巖石圈(quan)將會更(geng)厚(hou)，可能厚(hou)達300公(gong)里。
巖石(shi)(shi)圈和(he)(he)假定的(de)(de)(de)海洋之(zhi)下的(de)(de)(de)星體(ti)內(nei)部(bu)(bu)(bu)可(ke)能(neng)既不(bu)(bu)是(shi)質地均勻的(de)(de)(de)整(zheng)體(ti)也不(bu)(bu)是(shi)完全的(de)(de)(de)分(fen)(fen)化(hua)型。伽利略號的(de)(de)(de)探測(ce)數據（特別是(shi)在近距離飛掠中測(ce)定的(de)(de)(de)無量綱轉(zhuan)動(dong)慣量——其(qi)(qi)數值為0.3549 ± 0.0042）表明其(qi)(qi)內(nei)部(bu)(bu)(bu)由(you)被壓縮的(de)(de)(de)巖石(shi)(shi)和(he)(he)冰體(ti)構成，且(qie)由(you)于(yu)構成成分(fen)(fen)的(de)(de)(de)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)沉積，隨著深(shen)度的(de)(de)(de)增加，巖石(shi)(shi)的(de)(de)(de)比(bi)重也逐漸加大。也就是(shi)說木衛四的(de)(de)(de)內(nei)部(bu)(bu)(bu)結構只是(shi)部(bu)(bu)(bu)分(fen)(fen)分(fen)(fen)層。在該(gai)密度和(he)(he)轉(zhuan)動(dong)慣量下，星體(ti)的(de)(de)(de)中心可(ke)能(neng)存在著一(yi)顆小型硅酸(suan)鹽內(nei)核。這(zhe)類內(nei)核的(de)(de)(de)半徑不(bu)(bu)可(ke)能(neng)超(chao)過600公(gong)里，而其(qi)(qi)密度可(ke)能(neng)介(jie)于(yu)3.1-3.g/cm3之(zhi)間。
木衛四表面(mian)的地質年齡十分(fen)古老，它同時也是太陽系中(zhong)遭受過最猛烈轟擊(ji)(ji)的天體之一，[31]其(qi)(qi)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑密度已經(jing)接近于飽和：任何新的撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑均可能覆蓋于舊的撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑之上(shang)。木衛四上(shang)的大(da)型地質構造相對簡(jian)單(dan)：這(zhe)里沒有大(da)型的山(shan)脈、火(huo)山(shan)或其(qi)(qi)他內源性構造特征。撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑和多(duo)環結構，以及裂(lie)縫、懸崖(ya)和沉積地形是該星(xing)體表面(mian)發現的為數不多(duo)的幾種大(da)型地質構造。
木衛(wei)四(si)表(biao)面能夠被(bei)(bei)分(fen)(fen)成(cheng)(cheng)數種(zhong)不同的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)單元(yuan)：撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)、較(jiao)(jiao)明亮(liang)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)、明亮(liang)而(er)平(ping)(ping)(ping)緩的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)以及由(you)多(duo)環機構(gou)(gou)和(he)(he)撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)組(zu)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)多(duo)類(lei)地(di)(di)(di)(di)形(xing)單元(yuan)。撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)覆(fu)蓋(gai)了木衛(wei)四(si)的(de)(de)(de)大部分(fen)(fen)表(biao)面，是(shi)古老巖石圈的(de)(de)(de)典型代表(biao)，其構(gou)(gou)成(cheng)(cheng)物質(zhi)(zhi)為(wei)冰體(ti)和(he)(he)巖石的(de)(de)(de)混(hun)合物。較(jiao)(jiao)明亮(liang)的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)中存在著明亮(liang)的(de)(de)(de)撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)、被(bei)(bei)稱(cheng)為(wei)變余結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)古老撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)殘跡和(he)(he)多(duo)環結構(gou)(gou)的(de)(de)(de)中央部分(fen)(fen)，科(ke)學家(jia)們猜(cai)測這種(zhong)地(di)(di)(di)(di)形(xing)是(shi)由(you)冰質(zhi)(zhi)撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)沉積而(er)成(cheng)(cheng)。明亮(liang)而(er)平(ping)(ping)(ping)緩的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)覆(fu)蓋(gai)的(de)(de)(de)區域較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)，常出現(xian)于沃爾哈(ha)拉撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)和(he)(he)阿斯(si)嘉(jia)德(de)撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)的(de)(de)(de)山脊和(he)(he)槽溝地(di)(di)(di)(di)帶中，撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)中的(de)(de)(de)孤立斑點(dian)地(di)(di)(di)(di)帶也(ye)屬于這種(zhong)地(di)(di)(di)(di)形(xing)。這種(zhong)地(di)(di)(di)(di)形(xing)的(de)(de)(de)形(xing)成(cheng)(cheng)最初被(bei)(bei)認為(wei)與內源性地(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)活動有(you)關，但是(shi)伽(jia)利略(lve)號(hao)傳回的(de)(de)(de)高分(fen)(fen)辨率(lv)照片顯示這種(zhong)明亮(liang)而(er)平(ping)(ping)(ping)緩的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)地(di)(di)(di)(di)形(xing)與斷裂、瘤狀地(di)(di)(di)(di)形(xing)有(you)關，并(bing)沒有(you)出現(xian)任何星體(ti)表(biao)面被(bei)(bei)多(duo)次覆(fu)蓋(gai)的(de)(de)(de)跡象。伽(jia)利略(lve)號(hao)的(de)(de)(de)照片亦顯示木衛(wei)四(si)上小(xiao)(xiao)塊的(de)(de)(de)陰暗平(ping)(ping)(ping)坦區域的(de)(de)(de)覆(fu)蓋(gai)面積小(xiao)(xiao)于1萬平(ping)(ping)(ping)方公里，并(bing)被(bei)(bei)周(zhou)圍的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)形(xing)所環繞。這種(zhong)地(di)(di)(di)(di)形(xing)可能是(shi)冰火(huo)山沉積地(di)(di)(di)(di)形(xing)。這些比較(jiao)(jiao)明亮(liang)或平(ping)(ping)(ping)緩的(de)(de)(de)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)的(de)(de)(de)地(di)(di)(di)(di)質(zhi)(zhi)年齡(ling)都比撞擊(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)坑(keng)(keng)(keng)(keng)平(ping)(ping)(ping)原(yuan)稍小(xiao)(xiao)。
木衛(wei)四(si)上的(de)(de)撞擊(ji)(ji)坑直(zhi)(zhi)徑從100米——這(zhe)是探測(ce)照片的(de)(de)最大(da)分辨率——到100多(duo)公(gong)里不等(deng)，而多(duo)環結(jie)(jie)構則(ze)不算在(zai)列(lie)。直(zhi)(zhi)徑小于(yu)5公(gong)里的(de)(de)較(jiao)小撞擊(ji)(ji)坑擁有(you)簡單的(de)(de)碗型(xing)結(jie)(jie)構或平底結(jie)(jie)構。直(zhi)(zhi)徑在(zai)5-40公(gong)里間的(de)(de)撞擊(ji)(ji)坑則(ze)擁有(you)中央(yang)山峰。直(zhi)(zhi)徑在(zai)25-100公(gong)里間的(de)(de)很多(duo)撞擊(ji)(ji)坑，如庭德爾撞擊(ji)(ji)坑(Tindr crater)，其中央(yang)山峰為塌陷(xian)地形(xing)所取代。而直(zhi)(zhi)徑大(da)于(yu)60公(gong)里的(de)(de)大(da)型(xing)撞擊(ji)(ji)坑的(de)(de)中央(yang)則(ze)可(ke)能存在(zai)著拱形(xing)結(jie)(jie)構，這(zhe)可(ke)能是撞擊(ji)(ji)事件發生之(zhi)(zhi)后的(de)(de)構造抬升作用造成的(de)(de)。而少數明亮且(qie)直(zhi)(zhi)徑大(da)于(yu)100公(gong)里的(de)(de)撞擊(ji)(ji)坑則(ze)擁有(you)與眾不同(tong)的(de)(de)拱形(xing)結(jie)(jie)構。這(zhe)些(xie)撞擊(ji)(ji)坑較(jiao)之(zhi)(zhi)月球(qiu)上的(de)(de)同(tong)類(lei)結(jie)(jie)構都很淺，可(ke)能是向(xiang)多(duo)環機構轉變的(de)(de)過渡地形(xing)。
木(mu)衛四(si)上(shang)最(zui)大(da)的(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)地(di)形(xing)是(shi)多環(huan)盆地(di)。其中有兩個規模巨(ju)大(da)，而沃爾哈拉(la)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)坑(keng)則是(shi)其中其中最(zui)大(da)的(de)，其明亮的(de)中央地(di)帶直(zhi)徑達到(dao)了(le)600公(gong)里，而環(huan)狀(zhuang)(zhuang)結(jie)構則繼續(xu)向(xiang)外(wai)延展了(le)1800公(gong)里。第二大(da)的(de)多環(huan)結(jie)構是(shi)阿斯嘉德撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)坑(keng)，直(zhi)徑大(da)約為(wei)1600公(gong)里。多環(huan)結(jie)構產(chan)生(sheng)的(de)原(yuan)因可(ke)能(neng)是(shi)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)事件發生(sheng)之(zhi)后處在柔軟(ruan)或流動物(wu)質——如海洋之(zhi)上(shang)的(de)巖石圈產(chan)生(sheng)的(de)同(tong)心環(huan)狀(zhuang)(zhuang)的(de)斷裂。撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)坑(keng)鏈則是(shi)一(yi)(yi)長串鏈狀(zhuang)(zhuang)、呈(cheng)直(zhi)線分布于星(xing)體(ti)表面的(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)坑(keng)，它(ta)們可(ke)能(neng)是(shi)木(mu)衛四(si)被(bei)過于接近木(mu)星(xing)而受到(dao)引力潮汐作(zuo)用解體(ti)的(de)天體(ti)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)之(zhi)后形(xing)成的(de)，也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)遭受小(xiao)角度撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)后產(chan)生(sheng)的(de)。前一(yi)(yi)種(zhong)情況(kuang)得到(dao)了(le)蘇梅克-列(lie)維9號彗(hui)星(xing)撞(zhuang)擊(ji)(ji)(ji)事件的(de)印證(zheng)。
沃爾哈拉多環結構(gou)正如(ru)前(qian)文所提及(ji)的(de)(de)(de)，木衛四(si)上還存在著由純冰體(ti)(ti)構(gou)成的(de)(de)(de)、反照率(lv)高達0.8的(de)(de)(de)斑(ban)塊地(di)形，其四(si)周(zhou)為較(jiao)(jiao)(jiao)暗(an)的(de)(de)(de)物(wu)質所環繞。伽利略(lve)號的(de)(de)(de)高分辨率(lv)照片顯示這(zhe)些(xie)較(jiao)(jiao)(jiao)明亮的(de)(de)(de)斑(ban)塊主要(yao)位(wei)于抬升地(di)形上：如(ru)撞擊(ji)(ji)坑(keng)坑(keng)緣、懸崖、山(shan)脊和瘤狀地(di)形。這(zhe)種斑(ban)塊可(ke)能是一層薄薄的(de)(de)(de)霜(shuang)體(ti)(ti)沉積。較(jiao)(jiao)(jiao)暗(an)的(de)(de)(de)物(wu)質通常位(wei)于四(si)周(zhou)地(di)勢較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)且較(jiao)(jiao)(jiao)平坦(tan)的(de)(de)(de)地(di)帶，如(ru)撞擊(ji)(ji)坑(keng)坑(keng)底和撞擊(ji)(ji)坑(keng)之間的(de)(de)(de)低(di)洼(wa)地(di)帶，它們將原本的(de)(de)(de)霜(shuang)體(ti)(ti)沉積物(wu)覆蓋住(zhu)，故而該地(di)區顯得(de)較(jiao)(jiao)(jiao)暗(an)，形成了(le)直(zhi)徑(jing)達5公里以上的(de)(de)(de)暗(an)斑(ban)。
在幾公里(li)的(de)(de)(de)級別(bie)上(shang)，較之(zhi)(zhi)其(qi)他伽(jia)利略衛(wei)(wei)星的(de)(de)(de)表面(mian)，木(mu)衛(wei)(wei)四的(de)(de)(de)表面(mian)地(di)形現出了更多的(de)(de)(de)退(tui)化特征。例如(ru)相(xiang)比(bi)較與其(qi)他衛(wei)(wei)星，如(ru)木(mu)衛(wei)(wei)三(san)的(de)(de)(de)暗區，木(mu)衛(wei)(wei)四的(de)(de)(de)表面(mian)即(ji)(ji)缺(que)乏直徑(jing)小于1公里(li)的(de)(de)(de)撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)，取而(er)(er)代之(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)是無處不(bu)在的(de)(de)(de)小型瘤狀地(di)形和陷坑(keng)(keng)。瘤狀地(di)形被認為是撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)經(jing)歷了迄今為止還不(bu)為人知的(de)(de)(de)退(tui)化過程(cheng)而(er)(er)形成的(de)(de)(de)坑(keng)(keng)緣殘跡，這(zhe)種退(tui)化很可能(neng)是冰(bing)(bing)體(ti)的(de)(de)(de)緩(huan)慢升華(hua)造成的(de)(de)(de)——當木(mu)衛(wei)(wei)四運行至日下點時，其(qi)向(xiang)陽面(mian)溫度會達(da)到(dao)165K以上(shang)，此時冰(bing)(bing)體(ti)即(ji)(ji)會出現升華(hua)現象(xiang)：基巖(yan)引起其(qi)上(shang)的(de)(de)(de)臟冰(bing)(bing)分解(jie)，從而(er)(er)使得其(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)冰(bing)(bing)體(ti)水和其(qi)他易揮發物(wu)質升華(hua)。而(er)(er)殘骸中(zhong)的(de)(de)(de)非冰(bing)(bing)質殘余物(wu)則發生崩塌(ta)，從撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)坑(keng)(keng)緣的(de)(de)(de)坡上(shang)下落。這(zhe)種崩塌(ta)經(jing)常在撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)附(fu)近(jin)和撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)內部(bu)出現，被稱(cheng)為“周(zhou)邊碎(sui)片(pian)”(debris aprons)。哈(ha)爾撞(zhuang)擊(ji)(ji)坑(keng)(keng)及其(qi)中(zhong)央拱形結構。
此外(wai)，有(you)些撞擊(ji)坑(keng)的(de)坑(keng)緣被一些蜿蜒的(de)、類似峽谷(gu)的(de)切口（它們被稱(cheng)為溝壑）所切割，這些溝壑看起來有(you)點(dian)像火星表面的(de)峽谷(gu)。在冰體升華假說中，位(wei)于(yu)低洼地帶的(de)暗色物質(zhi)被解釋為主要由來自退化的(de)撞擊(ji)坑(keng)坑(keng)緣的(de)非冰質(zhi)物質(zhi)組成的(de)覆蓋層，它覆蓋了木(mu)衛四(si)表面大(da)部分(fen)的(de)冰體基(ji)巖。
塌陷地(di)形和瘤狀地(di)形通過(guo)各地(di)質單元所覆(fu)蓋的(de)(de)撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)的(de)(de)密(mi)度，人們(men)可(ke)以(yi)推(tui)斷(duan)出(chu)它(ta)們(men)的(de)(de)相對年(nian)(nian)齡(ling)：撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)分布密(mi)度越大，該地(di)質單元相對年(nian)(nian)齡(ling)越大。但(dan)是(shi)它(ta)們(men)的(de)(de)絕(jue)對年(nian)(nian)齡(ling)卻(que)還(huan)無法確(que)定(ding)，不過(guo)根據理論預測，撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)平原的(de)(de)地(di)質年(nian)(nian)齡(ling)被認(ren)為(wei)長達45億(yi)年(nian)(nian)，幾乎(hu)可(ke)以(yi)追(zhui)溯到太陽系(xi)的(de)(de)形成(cheng)時期。多環結構和撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)的(de)(de)地(di)質年(nian)(nian)齡(ling)則(ze)取決(jue)于其所在區域的(de)(de)撞(zhuang)擊坑(keng)(keng)密(mi)度，由(you)此得出(chu)的(de)(de)估計年(nian)(nian)齡(ling)從(cong)10億(yi)年(nian)(nian)到40億(yi)年(nian)(nian)不等。
木衛四(si)周圍的(de)感應磁(ci)場(chang)木衛四(si)擁有一層非常稀薄(bo)的(de)大氣(qi)，主要(yao)由二氧化(hua)碳(tan)構成(cheng)。伽利略號上(shang)的(de)近紅(hong)外測繪分光(guang)儀(Near Infrared Mapping Spectrometer，NIMS)在4.2微米段勘查到該(gai)大氣(qi)層的(de)吸收(shou)特征，從(cong)而(er)證實(shi)了(le)它(ta)的(de)存在。據估計其表面壓力為7.5 × 10?12巴，粒子密度為4 × 10? cm?3。這(zhe)層大氣(qi)是如此稀薄(bo)，僅僅需(xu)要(yao)四(si)天，組成(cheng)它(ta)的(de)物質就會(hui)逃逸殆盡(jin)，所以該(gai)大氣(qi)一定源(yuan)(yuan)源(yuan)(yuan)不斷的(de)得(de)到了(le)補充，補充來(lai)源(yuan)(yuan)可能是從(cong)該(gai)星(xing)體冰(bing)質地(di)殼中升華出的(de)干冰(bing)，這(zhe)也與(yu)該(gai)星(xing)體表面明亮地(di)區瘤(liu)狀地(di)形的(de)冰(bing)體升華形成(cheng)假說相契合。
木衛四(si)(si)的(de)(de)電離層則是(shi)在伽利略號的(de)(de)數次飛掠中(zhong)被首次發現，其高電子(zi)密度為7-17 × 10? cm?3，這(zhe)種密度與大(da)(da)氣(qi)中(zhong)二氧化(hua)碳的(de)(de)光致電離作用(yong)的(de)(de)效(xiao)果不相符合。所(suo)以(yi)有人(ren)預測木衛四(si)(si)大(da)(da)氣(qi)層的(de)(de)組要成分應該(gai)是(shi)氧氣(qi)（含(han)量為二氧化(hua)碳的(de)(de)10倍到(dao)(dao)100倍），但是(shi)尚未在該(gai)大(da)(da)氣(qi)中(zhong)探測到(dao)(dao)氧氣(qi)的(de)(de)存在。
木衛四（左下角）、木星(xing)和木衛二（位(wei)于(yu)木星(xing)大紅(hong)斑的(de)(de)左下方）。木衛四是距離(li)木星(xing)最遠的(de)(de)伽利略(lve)衛星(xing)，其(qi)軌道(dao)距離(li)木星(xing)約(yue)188萬公(gong)里(是木星(xing)半徑——7萬1398公(gong)里——的(de)(de)26.3倍)，比之距離(li)木星(xing)次近的(de)(de)木衛三的(de)(de)軌道(dao)半徑——107萬公(gong)里——遠得多。由于(yu)軌道(dao)半徑較大，故其(qi)并不處于(yu)軌道(dao)共(gong)振(zhen)狀態，可(ke)能永遠也(ye)不會處于(yu)這種狀態。
木(mu)(mu)衛四不(bu)參與(yu)軌(gui)道共振，這意味著它永遠都(dou)不(bu)會產生明(ming)顯的(de)潮(chao)(chao)汐(xi)熱效應(ying)，而潮(chao)(chao)汐(xi)熱效應(ying)是(shi)星(xing)體(ti)內(nei)部結構分化和發育的(de)重(zhong)要動(dong)力。由于(yu)距(ju)離木(mu)(mu)星(xing)較(jiao)(jiao)遠，所以(yi)其(qi)(qi)表面來自木(mu)(mu)星(xing)磁場(chang)的(de)帶(dai)電(dian)粒子流較(jiao)(jiao)弱(ruo)——比之木(mu)(mu)衛二表面的(de)帶(dai)電(dian)粒子流弱(ruo)了300倍(bei)。所以(yi)較(jiao)(jiao)之其(qi)(qi)他幾顆伽利略衛星(xing)，木(mu)(mu)衛四表面的(de)帶(dai)電(dian)粒子光(guang)滲效應(ying)較(jiao)(jiao)弱(ruo)。
和大部分的(de)衛(wei)星(xing)一樣，木(mu)衛(wei)四是一顆同(tong)步(bu)自轉(zhuan)(zhuan)衛(wei)星(xing)，即木(mu)衛(wei)四的(de)自轉(zhuan)(zhuan)周(zhou)(zhou)期等同(tong)于(yu)其公轉(zhuan)(zhuan)周(zhou)(zhou)期，約為(wei)16.7個地球日(ri)。其軌道(dao)離心(xin)率(lv)很小，軌道(dao)傾(qing)角(jiao)(jiao)也很小，接近于(yu)木(mu)星(xing)赤道(dao)，同(tong)時在數(shu)百年的(de)周(zhou)(zhou)期里，軌道(dao)的(de)離心(xin)率(lv)和傾(qing)角(jiao)(jiao)還(huan)會以周(zhou)(zhou)期函數(shu)的(de)形式受(shou)到太(tai)陽和木(mu)星(xing)引力攝動(dong)的(de)影響。變化范圍(wei)分別(bie)為(wei)0.0072-0.0076和0.20-0.60°。這種軌道(dao)的(de)變化使得其轉(zhuan)(zhuan)軸傾(qing)角(jiao)(jiao)在0.4-1.6°之間變化。
木(mu)衛四內(nei)部結構的部分(fen)分(fen)層（該(gai)(gai)結論由無量綱轉動(dong)慣量數(shu)值推斷而(er)出）表(biao)明該(gai)(gai)星體從未被充(chong)分(fen)加熱(re)以使其(qi)(qi)冰質部分(fen)融(rong)解。因此(ci)，其(qi)(qi)最可(ke)能(neng)的形(xing)成模型是低(di)密度的木(mu)星次星云中的緩慢吸積(ji)過(guo)程(cheng)。這個(ge)持續時(shi)間甚久(jiu)的吸積(ji)過(guo)程(cheng)使得星體最終冷卻，而(er)無法保(bao)持在(zai)吸積(ji)過(guo)程(cheng)、放(fang)射性元素衰變過(guo)程(cheng)和星體收縮(suo)過(guo)程(cheng)積(ji)聚的熱(re)量，從而(er)阻斷了冰體融(rong)化(hua)和快速分(fen)化(hua)過(guo)程(cheng)。其(qi)(qi)形(xing)成階段所耗時(shi)間大約在(zai)10萬(wan)(wan)年到1000萬(wan)(wan)年之間。
瘤狀(zhuang)地(di)形而之(zhi)后木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)一步(bu)演化(hua)(hua)則取決于(yu)(yu)(yu)放射性(xing)衰變的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產熱機(ji)制(zhi)和(he)靠(kao)近星(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)表面熱傳(chuan)導的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)機(ji)制(zhi)之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)競(jing)賽，以及星(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)內(nei)部(bu)(bu)到底是(shi)(shi)處于(yu)(yu)(yu)固(gu)(gu)態(tai)(tai)還是(shi)(shi)亞(ya)固(gu)(gu)態(tai)(tai)對(dui)流(liu)(liu)狀(zhuang)態(tai)(tai)。冰體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)亞(ya)固(gu)(gu)態(tai)(tai)對(dui)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)具體(ti)(ti)(ti)運動(dong)狀(zhuang)況(kuang)是(shi)(shi)所有(you)冰衛(wei)星(xing)(xing)模型中(zhong)(zhong)最大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)不確定性(xing)因素。基于(yu)(yu)(yu)溫度(du)(du)對(dui)冰體(ti)(ti)(ti)黏度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響，當溫度(du)(du)接近于(yu)(yu)(yu)冰體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)熔(rong)點時，就會(hui)出(chu)現(xian)亞(ya)固(gu)(gu)態(tai)(tai)對(dui)流(liu)(liu)。在(zai)(zai)亞(ya)固(gu)(gu)態(tai)(tai)對(dui)流(liu)(liu)中(zhong)(zhong)，冰體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)速度(du)(du)十(shi)分(fen)緩(huan)慢，大(da)約為1厘米/年，但是(shi)(shi)從長期來看，亞(ya)固(gu)(gu)態(tai)(tai)對(dui)流(liu)(liu)事(shi)實上是(shi)(shi)非常(chang)有(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)機(ji)制(zhi)。在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)寒冷而堅(jian)硬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表層(ceng)——被稱為“密封蓋”（stagnant lid）——中(zhong)(zhong)，熱量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)導并沒(mei)(mei)有(you)以對(dui)流(liu)(liu)形式進(jin)行(xing)(xing)；而在(zai)(zai)該層(ceng)之(zhi)下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冰體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)，熱量則是(shi)(shi)以亞(ya)固(gu)(gu)態(tai)(tai)對(dui)流(liu)(liu)形式進(jin)行(xing)(xing)傳(chuan)導。對(dui)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)來說，外部(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)導層(ceng)即是(shi)(shi)厚(hou)度(du)(du)約為100公(gong)里的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)寒冷而堅(jian)硬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巖石(shi)圈(quan)。它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)解釋(shi)了為何木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)表面沒(mei)(mei)有(you)任何內(nei)源性(xing)構(gou)造(zao)活動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)跡象(xiang)。而在(zai)(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)內(nei)部(bu)(bu)，熱對(dui)流(liu)(liu)可能(neng)是(shi)(shi)分(fen)層(ceng)次的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因為在(zai)(zai)高壓之(zhi)下(xia)，冰體(ti)(ti)(ti)水會(hui)出(chu)現(xian)多種晶相，從星(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第一態(tai)(tai)冰到星(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)中(zhong)(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)第七態(tai)(tai)冰。在(zai)(zai)早期，木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)內(nei)部(bu)(bu)亞(ya)固(gu)(gu)態(tai)(tai)對(dui)流(liu)(liu)機(ji)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運作阻止了冰體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)面積融化(hua)(hua)，而后者(zhe)則會(hui)導致星(xing)(xing)體(ti)(ti)(ti)內(nei)部(bu)(bu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)化(hua)(hua)，從而形成一個大(da)型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)巖石(shi)內(nei)核和(he)冰質地(di)幔。同時也由于(yu)(yu)(yu)對(dui)流(liu)(liu)作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)存在(zai)(zai)，冰體(ti)(ti)(ti)和(he)巖石(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)分(fen)化(hua)(hua)持續(xu)了數十(shi)億年之(zhi)久，至今仍(reng)在(zai)(zai)緩(huan)慢進(jin)行(xing)(xing)中(zhong)(zhong)。
現今解釋木衛四(si)形(xing)成(cheng)的(de)(de)觀點(dian)(dian)(dian)考慮到(dao)了在(zai)其表(biao)面之下可能存(cun)在(zai)著一(yi)個地下海洋，其形(xing)成(cheng)與冰(bing)體(ti)的(de)(de)第(di)一(yi)晶相的(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)異常(chang)有關——其熔(rong)點(dian)(dian)(dian)隨著壓(ya)力的(de)(de)增大而降低，當壓(ya)力達(da)到(dao)2070巴時，熔(rong)點(dian)(dian)(dian)可低至(zhi)251K。在(zai)所(suo)有的(de)(de)木衛四(si)現實模型(xing)中，位于100-200公里(li)深(shen)處地層的(de)(de)溫度都(dou)十分接近，甚至(zhi)是略微(wei)超過了這(zhe)個異常(chang)的(de)(de)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)。而少量(liang)氨——比重約為1-2%——的(de)(de)存(cun)在(zai)則(ze)能夠加(jia)大該(gai)深(shen)度液體(ti)存(cun)在(zai)的(de)(de)可能性(xing)，因(yin)為氨能夠進一(yi)步降低冰(bing)體(ti)熔(rong)點(dian)(dian)(dian)。
盡管在很多方面(mian)木(mu)衛(wei)(wei)四(si)和木(mu)衛(wei)(wei)三十(shi)分相似(si)，但是前(qian)者的地質(zhi)(zhi)歷(li)史相對(dui)(dui)簡單(dan)。在撞擊事(shi)件和其他外(wai)力影(ying)響(xiang)作用之前(qian)，該星(xing)(xing)體(ti)的表(biao)面(mian)即(ji)已基本成型(xing)。與擁有槽(cao)溝構(gou)造(zao)的鄰(lin)近衛(wei)(wei)星(xing)(xing)木(mu)衛(wei)(wei)三相比，木(mu)衛(wei)(wei)四(si)上甚(shen)少發現地質(zhi)(zhi)構(gou)造(zao)活動的跡象。 這種相對(dui)(dui)簡單(dan)的地質(zhi)(zhi)歷(li)史對(dui)(dui)于行星(xing)(xing)科學家(jia)來說(shuo)意義十(shi)分重(zhong)大，他們可將該星(xing)(xing)體(ti)作為一個很好的基本參考對(dui)(dui)象，用來對(dui)(dui)比其他更加復雜的星(xing)(xing)體(ti)。
未來人類在(zai)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)上(shang)(shang)設置的(de)(de)(de)基地的(de)(de)(de)藝(yi)術想象圖[40]20世(shi)紀70年(nian)代，先驅(qu)者(zhe)10號(hao)(hao)(hao)和(he)先驅(qu)者(zhe)11號(hao)(hao)(hao)先后接近木(mu)(mu)(mu)星(xing)，獲取(qu)了(le)(le)(le)少量關于木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)的(de)(de)(de)新(xin)信息。真正的(de)(de)(de)突破來自1979-1980年(nian)間旅行者(zhe)1號(hao)(hao)(hao)和(he)旅行者(zhe)2號(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)考察。它們對木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)一半以上(shang)(shang)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)進行了(le)(le)(le)拍(pai)攝，圖像分(fen)(fen)(fen)辨率在(zai)1-2公里(li)之(zhi)間，同(tong)時(shi)還(huan)精確(que)地測量了(le)(le)(le)木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)溫(wen)度(du)、質量和(he)大小。第(di)二波的(de)(de)(de)考察在(zai)1994年(nian)至2003年(nian)間展開，其時(shi)伽利略(lve)號(hao)(hao)(hao)8次近距離飛掠木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)，最后一次飛掠發生在(zai)2001年(nian)，當(dang)時(shi)伽利略(lve)號(hao)(hao)(hao)位于C30軌道上(shang)(shang)，距離木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)表(biao)面(mian)僅138公里(li)。伽利略(lve)號(hao)(hao)(hao)完成了(le)(le)(le)對木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)全球(qiu)測繪，并傳回了(le)(le)(le)大量分(fen)(fen)(fen)辨率達到(dao)15米的(de)(de)(de)特定(ding)地區的(de)(de)(de)照片。2000年(nian)，卡西尼號(hao)(hao)(hao)在(zai)前往土星(xing)途(tu)中(zhong)對包括木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)在(zai)內的(de)(de)(de)四(si)(si)(si)顆伽利略(lve)衛(wei)星(xing)進行了(le)(le)(le)高(gao)精度(du)紅外光譜探(tan)測。2007年(nian)2月(yue)至3月(yue)，新(xin)視野號(hao)(hao)(hao)探(tan)測器(qi)在(zai)前往冥王星(xing)途(tu)中(zhong)經過木(mu)(mu)(mu)衛(wei)四(si)(si)(si)，對其進行了(le)(le)(le)拍(pai)攝和(he)光譜分(fen)(fen)(fen)析。
美(mei)國(guo)航(hang)空航(hang)天(tian)局(ju)和(he)歐洲空間(jian)(jian)局(ju)合作的(de)一項旨(zhi)在探測(ce)木星(xing)(xing)衛(wei)星(xing)(xing)的(de)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)——“木衛(wei)二(er)-木星(xing)(xing)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)”將(jiang)于2020年(nian)實(shi)施。2009年(nian)2月，美(mei)國(guo)航(hang)空航(hang)天(tian)局(ju)和(he)歐洲空間(jian)(jian)局(ju)確(que)認該計(ji)(ji)劃(hua)(hua)將(jiang)優先于“土衛(wei)六-土星(xing)(xing)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)”得以實(shi)施。但是歐洲空間(jian)(jian)局(ju)的(de)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)資金仍然面(mian)臨來自該局(ju)其他計(ji)(ji)劃(hua)(hua)的(de)競爭。“木衛(wei)二(er)-木星(xing)(xing)計(ji)(ji)劃(hua)(hua)”包(bao)括(kuo)美(mei)國(guo)航(hang)空航(hang)天(tian)局(ju)主持的(de)“木星(xing)(xing)-木衛(wei)二(er)軌道(dao)飛行(xing)器(qi)”和(he)歐洲空間(jian)(jian)局(ju)主持的(de)“木星(xing)(xing)-木衛(wei)三軌道(dao)飛行(xing)器(qi)”，可(ke)能還包(bao)括(kuo)日本宇(yu)宙航(hang)空研究開發機構主持的(de)“木星(xing)(xing)磁場探測(ce)器(qi)”。
就如(ru)同木(mu)(mu)(mu)衛二和(he)木(mu)(mu)(mu)衛三一樣，也有人認(ren)為(wei)在(zai)木(mu)(mu)(mu)衛四(si)表面之(zhi)(zhi)下的(de)(de)(de)咸水(shui)海洋(yang)中(zhong)(zhong)可(ke)能(neng)(neng)存在(zai)著外星生(sheng)命(ming)。但是(shi)(shi)(shi)較(jiao)之(zhi)(zhi)木(mu)(mu)(mu)衛二和(he)木(mu)(mu)(mu)衛三來說(shuo)，木(mu)(mu)(mu)衛四(si)上(shang)的(de)(de)(de)環境顯得相對惡劣，主要(yao)是(shi)(shi)(shi)因(yin)為(wei)：缺乏可(ke)接觸的(de)(de)(de)巖石物質(zhi)、來自星體內核(he)的(de)(de)(de)熱(re)(re)通量較(jiao)低。科學家(jia)特倫(lun)斯·約翰森這樣論述(shu)木(mu)(mu)(mu)衛四(si)和(he)其他伽利略(lve)衛星上(shang)生(sheng)命(ming)存在(zai)可(ke)能(neng)(neng)性的(de)(de)(de)問題是(shi)(shi)(shi)：“構成生(sheng)命(ming)的(de)(de)(de)基(ji)本材料(liao)——我(wo)們稱(cheng)之(zhi)(zhi)為(wei)“前生(sheng)命(ming)時(shi)期物質(zhi)”——在(zai)許多太陽系天體，如(ru)彗(hui)星、小行星和(he)冰衛星中(zhong)(zhong)含量都(dou)十分豐富。生(sheng)物學家(jia)相信液態(tai)水(shui)和(he)熱(re)(re)量是(shi)(shi)(shi)支撐生(sheng)命(ming)必(bi)不可(ke)少的(de)(de)(de)，所以能(neng)(neng)夠在(zai)另(ling)一個天體上(shang)發現液態(tai)水(shui)是(shi)(shi)(shi)十分令人振奮的(de)(de)(de)。但是(shi)(shi)(shi)，對于木(mu)(mu)(mu)衛四(si)來說(shuo)，至少在(zai)目(mu)前階段，熱(re)(re)量是(shi)(shi)(shi)一個大問題，它(ta)上(shang)頭的(de)(de)(de)海洋(yang)主要(yao)依靠放(fang)射性元(yuan)素衰變加熱(re)(re)，而離木(mu)(mu)(mu)星相對較(jiao)近(jin)的(de)(de)(de)木(mu)(mu)(mu)衛二則能(neng)(neng)夠依靠引力潮(chao)汐產生(sheng)更多的(de)(de)(de)熱(re)(re)量。”
西班牙科學家在26日出版的(de)英國《自然》雜志(zhi)上為(wei)木(mu)(mu)衛四內部的(de)海洋提供了(le)一個新(xin)的(de)解(jie)釋。其(qi)計算(suan)表(biao)明，木(mu)(mu)衛四的(de)溫度和壓(ya)力條件(jian)使得(de)其(qi)表(biao)面(mian)的(de)冰層(ceng)傳熱性(xing)較差，阻止了(le)內部熱能散(san)失，保(bao)溫效果比人(ren)們以(yi)前認(ren)為(wei)的(de)更好。
根據(ju)計算(suan)，木衛四地表(biao)以下150公(gong)里(li)深處可能(neng)存(cun)在一個深20公(gong)里(li)的巨大海洋。木星(xing)(xing)的另兩顆大衛星(xing)(xing)木衛二和木衛三也可能(neng)因為類(lei)似(si)原因而(er)擁(yong)有(you)地下海洋。
木(mu)衛四是木(mu)星的(de)(de)第二大(da)(da)衛星，直徑4800公(gong)里。1998年，伽利略號探測(ce)器發(fa)回的(de)(de)數據顯示，木(mu)衛四的(de)(de)磁(ci)場隨(sui)著木(mu)星的(de)(de)轉(zhuan)動而(er)波動不定。對這(zhe)種情(qing)況的(de)(de)最(zui)可能解釋是木(mu)衛四地表下(xia)有一個(ge)含鹽的(de)(de)大(da)(da)海洋。含鹽的(de)(de)水能導電，引起木(mu)衛四的(de)(de)磁(ci)場和(he)木(mu)星的(de)(de)磁(ci)場相互作用而(er)產生這(zhe)種波動。西班牙科(ke)學家的(de)(de)新成(cheng)果為上述猜想提供了(le)進一步(bu)支持。
人(ren)們通(tong)常(chang)(chang)認為，有水的(de)(de)地方就有可(ke)能存在(zai)(zai)生(sheng)命(ming)(ming)。但是科學(xue)家說，木衛四(si)內部的(de)(de)海洋深處(chu)充滿了密集(ji)的(de)(de)冰塊和(he)巖石(shi)(shi)。這些冰塊和(he)巖石(shi)(shi)阻止了熱能的(de)(de)流動，使木衛四(si)上存在(zai)(zai)生(sheng)命(ming)(ming)的(de)(de)可(ke)能性(xing)非常(chang)(chang)渺茫(mang).
基(ji)于如上(shang)的考慮和其他科學觀測，木衛二被認為是(shi)伽利略衛星中最可能存在生(sheng)命的天(tian)體(ti)。
2003年，美國(guo)航(hang)空(kong)航(hang)天局針對人類未來對外太陽(yang)系的探(tan)索(suo)進(jin)行一(yi)項被稱為(wei)“人類外行星(xing)探(tan)索(suo)”(Human Outer Planets Exploration，HOPE)的概念型(xing)研究。在詳(xiang)細審議(yi)中將目標定位(wei)木衛(wei)四。科學家們認為(wei)有可能在木衛(wei)四表(biao)面建立一(yi)個基(ji)地，從而為(wei)太陽(yang)系更深空(kong)間的探(tan)索(suo)提供(gong)燃料(liao)支(zhi)持。
在木衛(wei)(wei)四上建立(li)基(ji)地的好處在于它的較低輻射（木衛(wei)(wei)四離(li)木星較遠(yuan)(yuan)）和地質上的穩定性。同時(shi)它還能為(wei)進(jin)一步探索(suo)木衛(wei)(wei)二提供便利支持，也是在木星系中設(she)置前往(wang)更(geng)遠(yuan)(yuan)的外太陽系空間飛(fei)(fei)船的維修(xiu)站(zhan)的理(li)想地點——在離(li)開木衛(wei)(wei)四之后，飛(fei)(fei)船可(ke)以(yi)通過近距(ju)離(li)飛(fei)(fei)掠木星獲得(de)重力助推。
巧笑倩兮 
