张晓辰很快发现在7月14日的飞掠中，卡西尼号对南极地区分布“蓝”冰的地区之一进行了观测，并拍下了高分辨率的照片，照片显示该地区存在着剧烈的地质变形，并发现了一些直径为10—100米的巨石。
土卫二南极地区四周环绕着一系列相互平行的、呈形和形的山脊和峡谷。这些山脊和峡谷的形状、走向和位置都表明它们是土卫二的整体形变造成的。
最近，存在着两种理论解释这种地形形变的产生。
第一种认为：土卫二绕土星运行的轨道缩小了，从而导致土卫二自转速度的提高，这种变化进而导致土卫二自转轴的调整。
第二种理论认为大量从土卫二内部喷发出的温暖的、低密度的物质导致了这种地形所在区域从土卫二南半球中纬度地区位移至高纬度地区。结果，土卫二的椭球体将会因为这种变化做出相应的调整。
根据自转轴变化理论所得出的推导结果之一是土卫二的南北两极均曾有过类似的地形变化。不过与推论相反，土卫二的北极地区却密布着撞击坑，且地质年龄也较南极地区大得多。土卫二地壳的厚薄不均或许可以解释这种差异。
这种地壳厚度的变化得到了南极地区边缘形、形地形和毗邻南极的地区地质年龄之间相互关联的佐证：形的、不连贯的地形和纵贯南北的断裂带均是较年轻的地形，推测亦认为这种地形对应的地壳厚度较薄；而形地形则毗邻着那些地质年龄较大、撞击坑分布稠密的地区。
在80年代初期旅行者号对土卫二进行了观测之后，科学家们基于以下理由认为该星体可能存在着地质活动：年轻的、具有高反射度的表面和其处于环核心区的位置。土卫二和环的联系使科学家猜想认为土卫二正是环上散布的物质的来源——即从土卫二内部喷射出的水蒸气最终构成了环。不过，旅行者号的观测结果未能提供确凿证据证明土卫二现今仍处于活跃状态。
不过之后的卡西尼号上承载了多种仪器，通过这些仪器的观测，科学家最终发现了土卫二上存在着喷发水和其他易挥发物质、而非硅酸盐石块的冰火山。2005年1月和2月，卡西尼号上的成像科学子系统（）首次观测到土卫二南极地区喷发出的由细小冰晶构成的羽状物。
在2005年2月17日的飞掠中，磁力计观测到的关于土卫二大气的数据也证明之前成像科学子系统所观测到的现象是真实的——该数据显示当时土卫二附近的离子回旋波的能量有所增强。离子回旋波是离子和磁场相互作用的产物，通过测定离子回旋波的频率可以确定物质的构成——经过测定，这种物质是经过电离的水蒸气。
在其后的两次飞掠中，磁力计发现土卫二大气中的气体大部分都集中于南极地区，其他地区的大气浓度则相对十分稀薄。在2月17日和7月14日的飞掠中，紫外线摄谱仪（）观测到两例掩星现象。在2月的飞掠中，紫外线摄谱仪未能找到土卫二赤道地区存在大气的证据，但在7月飞掠观测掩星现象的过程中探测到了水蒸气的存在。
卡西尼号偶然地穿越了气体云，离子和中性粒子分光计（）和宇宙尘埃分析仪（）从而能够直接获取羽状物的样本。离子和中性粒子分光计对气体云的物质构成进行了测定，发现其中大部分为水蒸气，并包含少量的分子态氮、甲烷和二氧化碳。宇宙尘埃分析仪发现“越靠近土卫二，颗粒物质数量越多”，这证明土卫二的确是环物质的主要来源地。离子和中性粒子分光计以及宇宙尘埃分析仪的数据表明卡西尼号穿越的气体云确为冰火山所喷发的、富含水分的羽状物，这种羽状物来源于南极地区的喷射口。
2005年11月，这种喷射活动得到了进一步的确认，成像科学子系统拍摄到了土卫二南极地区类似喷泉的冰晶喷射活动。
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