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2014年4月20日 分享: Facebook Google+ LinkedIn StumbleUpon Pinterest Email 打印機版
 
 
顛覆原有理論:水星火山活動持續數十億年(圖)
 


1980年,聖海倫火山釋放出滾滾濃煙。

【人民報消息】據美國太空網報導,有證據顯示水星上曾經存在持續數十億年的火山噴發活動,這是一項令人意外的發現,因為直到最近,科學家們還都一直以為在這顆如此靠近太陽的行星上是不可能存在這種情況的。這項發現將重塑天文學家對水星起源的認識。

在地球上,劇烈的火山噴發會造成災難性影響,如1980年代美國海倫斯火山的噴發便是很好的案例。那是美國歷史上損失最為慘重的火山噴發案例之一。之所以會有火山噴發,是因為地球內部富含揮發分——包括水、二氧化碳以及其它能在較低的溫度環境下發生揮發的物質成份。隨著熔融岩漿從地球深部上湧,溶解在其中的揮發分會隨著壓力下降而釋放出來,巨大的壓力將撕裂地殼,就像一隻膨脹到極限的氣球。

但說到揮發分,長期以來水星都被認為是缺乏揮發分的。因此研究人員認為水星上是不應該會存在火山噴發現象的。然而在2008年,美國宇航局的信使號水星飛船開始抵達水星開展探測,研究人員在信使號飛船發回的圖像上發現水星地表存在很多反照率異常明亮的區域。

這些物質看起來很像是火山灰,這是火山爆發的證據。大量的這類物質證明水星的內部並非完全缺乏揮發分,科學家們長久以來的觀點很有可能是錯的。

但僅僅根據信使號的初步勘察結果還很難判斷這些物質究竟是在什麼時期產生的。而現在,科學家們逐漸意識到,水星上的揮發分並非是在這顆行星歷史的早期階段以劇烈的形式釋放出來,其爆發性的火山活動一直延續了數十億年之久。

研究人員對2011年信使號飛船進入水星軌道之後拍攝的圖像中記錄的51處水星地表疑似火山灰分布區進行了考察。相比最初的簡單飛掠觀測,信使號飛船的軌道觀測圖像為科學家們提供了更加詳盡的有關這些火山碎屑物以及噴發口的信息。


水星Kipling隕坑內的兩個火山噴口,因還沒有被小行星的碰撞摧毀,
可見它們是在近期才形成的。右圖是同一地點的假彩色圖像,
可以識別出火山濺射物的痕跡。

軌道圖像顯示一些噴發口中顯示出具有更高的侵蝕程度。這就暗示這些噴發事件並非是同時期發生的。這項研究的第一作者,美國布朗大學行星科學家蒂莫西•古吉(Timothy Goudge)表示:「如果這種噴發活動的確僅僅是短暫的一個時期並很快終止了,那麼你應該能夠將會看到這些噴發口都顯示相似水平的侵蝕程度。然而我們並未看到這樣的場景,我們所看到的許多噴發口都具有不同的侵蝕程度。因此看起來水星上的火山噴發活動持續了一段較長的時間。」

研究人員們還注意到大約90%的這類火山灰沉積都位於隕星撞擊坑內。這些沉積物必定是在這些撞擊坑形成之後才堆積在這裏的,因為如果它們是在撞擊發生之前便存在,那麼撞擊過程將會將這些噴發口破壞。

科學家們根據隕擊坑的受侵蝕程度來評估它們的年齡。運用這種方法,古吉和同事們發現這些沉積物所在的隕擊坑年齡大致在10億年至40億年之間。據此科學家們認為水星上的火山活動並非侷限於大約45億年前的早期階段。古吉表示:「最令人意外的是這些沉積物所在隕擊坑的年齡範圍之大,這說明了水星內部保存有揮發分的時間跨度之長。」

此前的水星形成模型認為水星的形成過程中不太可能允許其保留大部份的揮發分物質。比如水星擁有一個異常巨大的內核,過去的模型認為這可能說明水星過去曾經更大,但其外部圈層在一次災難性的大撞擊中被剝蝕掉了。

但考慮到這項最新發現,這種理論似乎已經站不住腳。加上信使號還在水星表面探測到其它一些揮發分,包括硫、鉀和鈉等物質的存在。未來的研究還將著眼於在水星地表搜尋更多的這類火山灰堆積物以及它們對應的噴發口。古吉表示:「未來對單個噴發口及其對應沉積物的詳細研究將幫助最終揭開水星地表火山活動的詳情。」
文章網址: http://www.renminbao.com/rmb/articles/2014/4/20/59323b.html
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