一項新的研究發現,曾經有數十座古老的冰火山點綴在矮行星穀神星的表面。
地球上的普通火山噴發的是熔岩,而冰火山(也稱為低溫火山)噴射出水冰和其他冰凍分子的羽流。之前的研究已經在太陽系外圍的幾個天體上探測到低溫火山活動的痕跡,例如土星的衛星土衛二和冥王星。然而,與普通火山活動相比,關於低溫火山活動仍然有很多未知之處。
2015年,美國宇航局的“黎明號”探測器在穀神星上發現了一座高2.5英里(4公里)、圓頂形的低溫火山,名為阿胡納山。穀神星直徑約585英里(940公里),是位於火星和木星之間的小行星帶中最大的成員。[矮行星穀神星的奇異亮點在近距離特寫鏡頭中閃耀]
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“穀神星是我們用航天器環繞軌道的唯一低溫火山天體,”該研究的主要作者、圖森市亞利桑那大學的行星科學家邁克爾·索裡告訴 Space.com。“這是迄今為止我們瞭解更多關於低溫火山活動和普通火山活動之間異同的最佳機會。”
根據阿胡納山吞沒的隕石坑的數量和大小,以及估計的穀神星經歷的隕石撞擊率,之前的工作表明阿胡納山最多有2.4億年的歷史。(像太陽系的其他部分一樣,穀神星本身形成於大約45.6億年前。)
阿胡納山是科學家在穀神星上發現的唯一顯著的低溫火山。這很奇怪:如果穀神星的內部仍然足夠溫暖以至於存在低溫火山,那麼它過去應該在更溫暖的時候產生過低溫火山,而這些低溫火山的證據今天應該點綴在矮行星的表面。
索裡和他的同事推斷,低溫火山穹頂逐漸沉降下來,最終與周圍的景觀融為一體。為了找到古代低溫火山的這些隱藏證據,他們將“黎明號”拍攝的影像與塌陷穹頂的計算機模型進行了比較。
科學家們在穀神星上識別出22座以前的低溫火山,寬度從10到53.4英里(16到86公里),高度從0.7到2.7英里(1.1到4.4公里)不等。在估計了這些特徵的年齡後,他們認為,在過去十億年中,平均每百萬年穀神星上就會出現新的低溫火山。
總而言之,研究人員估計,噴發到穀神星表面的冰物質總量比地球、月球、金星或火星上噴發的熔岩量少100到100,000倍。宣告稱,穀神星上的低溫火山平均每年產生超過13,000立方碼(9,940立方米)的物質——足以填滿一個電影院或四個奧林匹克規格的游泳池——而地球上的火山平均每年產生超過10億立方碼(7.65億立方米)的岩石。
因此,雖然低溫火山活動幫助塑造了穀神星,“但它遠不如岩石火山活動在地球、月球、火星和金星的地質學中所起的主導作用,”索裡說。“你在晚上在月球上看到的黑點是巨大的火山平原,我們在穀神星上看不到任何類似的景象。”
索裡說,未來的研究可以調查其他冰冷的天體,看看低溫火山活動是否在這些世界上也發揮著類似的作用。“我最期待的是2020年代,屆時我們將發射前往木衛二的任務,木衛二是木星的一顆冰冷的衛星,”索裡說。
科學家們於 9 月 17 日在《自然·天文學》雜誌上線上詳細介紹了他們的發現。
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