這幅位于金星南半球的巨大Quetzalpetlatl日冕的插圖描繪了活躍的火山活動(dòng)和俯沖帶，在那里前景地殼陷入行星內(nèi)部。研究一項(xiàng)新的發(fā)現(xiàn)浮現(xiàn)研究表明，日冕揭示了活躍地質(zhì)塑造金星表面的金星位置。Credits: NASA/JPL-Caltech/Peter Rubin
（神秘的重新地球uux.cn）據(jù)美國(guó)宇航局（Ian J. O’Neill）：這項(xiàng)研究使用美國(guó)宇航局的檔案數(shù)據(jù)顯示，金星可能正在失去來自稱為日冕的濕軟地質(zhì)活動(dòng)的熱量，可能就像地球上早期的研究構(gòu)造活動(dòng)一樣。
地球和金星都是發(fā)現(xiàn)浮現(xiàn)巖石行星，大小和巖石化學(xué)性質(zhì)都差不多，金星所以它們內(nèi)部熱量向太空散失的重新速度應(yīng)該差不多。地球如何失去熱量是濕軟眾所周知的，但金星的研究熱流機(jī)制一直是個(gè)謎。一項(xiàng)研究使用了美國(guó)宇航局麥哲倫任務(wù)30年前的發(fā)現(xiàn)浮現(xiàn)數(shù)據(jù)，對(duì)金星如何冷卻進(jìn)行了新的金星研究，并發(fā)現(xiàn)地球最上層的重新薄區(qū)域可能提供了答案。
我們的星球有一個(gè)加熱周圍地幔的熱核，地幔將熱量帶到地球堅(jiān)硬的外部巖石層或巖石圈。熱量隨后散失到太空，冷卻了地幔的最上層。這種地幔對(duì)流驅(qū)動(dòng)著地表的構(gòu)造過程，保持著一片移動(dòng)板塊的運(yùn)動(dòng)。金星沒有構(gòu)造板塊，因此行星如何失去熱量以及什么過程塑造了它的表面一直是行星科學(xué)中長(zhǎng)期存在的問題。
這項(xiàng)研究利用麥哲倫飛船在20世紀(jì)90年代早期對(duì)金星上被稱為日冕的準(zhǔn)圓形地質(zhì)特征進(jìn)行的觀察來揭示這個(gè)秘密。通過對(duì)麥哲倫圖像中可見的日冕進(jìn)行新的測(cè)量，研究人員得出結(jié)論，日冕往往位于地球巖石圈最薄和最活躍的地方。
這張Quetzalpetlatl Corona的合成雷達(dá)圖像是通過將美國(guó)宇航局麥哲倫任務(wù)的大約70個(gè)軌道的數(shù)據(jù)疊加到波多黎各阿雷西博天文臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡獲得的圖像中創(chuàng)建的。日冕的邊緣顯示了可能的構(gòu)造活動(dòng)。Credits: NASA/JPL-Caltech
“很長(zhǎng)時(shí)間以來，我們一直被這種想法所束縛，即金星的巖石圈是不流動(dòng)的和厚的，但我們的觀點(diǎn)現(xiàn)在正在演變，”蘇珊娜·斯姆雷卡爾說，她是南加州美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)研究科學(xué)家，領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)發(fā)表在《自然地球科學(xué)》上的研究。
就像薄床單比厚被子釋放更多的身體熱量一樣，薄巖石圈允許更多的熱量通過上升到外層的熔融巖石的浮力羽狀物從地球內(nèi)部逸出。通常，在熱流增強(qiáng)的地方，地表下的火山活動(dòng)也會(huì)增加。因此，日冕很可能揭示了活躍的地質(zhì)正在塑造金星表面的位置。
研究人員重點(diǎn)關(guān)注了65個(gè)先前未被研究過的直徑達(dá)數(shù)百英里的日冕。為了計(jì)算它們周圍巖石圈的厚度，他們測(cè)量了每個(gè)日冕周圍的溝和脊的深度。他們發(fā)現(xiàn)，在巖石圈更柔韌或更有彈性的地區(qū)，山脊的間隔更緊密。通過應(yīng)用彈性巖石圈如何彎曲的計(jì)算機(jī)模型，他們確定，平均而言，每個(gè)日冕周圍的巖石圈約為7英里(11公里)厚——比以前的研究表明的薄得多。這些區(qū)域的估計(jì)熱流高于地球平均水平，這表明日冕在地質(zhì)上是活躍的。
“雖然金星沒有地球式的構(gòu)造，但這些薄巖石圈區(qū)域似乎允許大量熱量逃逸，類似于地球海底新構(gòu)造板塊形成的區(qū)域，”斯姆雷卡爾說。
這幅來自美國(guó)宇航局麥哲倫任務(wù)的雷達(dá)圖像顯示了位于金星南半球的“艾因”日冕周圍的圓形斷裂模式。日冕大約有124英里(200公里)寬，顯示了可能與火山活動(dòng)有關(guān)的各種特征。Credits: NASA/JPL-Caltech
一扇通向地球過去的窗戶
為了計(jì)算天體表面物質(zhì)的年齡，行星科學(xué)家計(jì)算可見撞擊坑的數(shù)量。對(duì)于像地球這樣的構(gòu)造活躍的行星，撞擊坑被大陸板塊的俯沖所抹去，并被火山熔巖所覆蓋。如果金星缺乏構(gòu)造活動(dòng)和類似地球的地質(zhì)規(guī)律，它應(yīng)該被古老的隕石坑所覆蓋。但是通過計(jì)算金星隕石坑的數(shù)量，科學(xué)家們估計(jì)其表面相對(duì)年輕。
最近的研究表明，金星表面年輕的外觀可能是由于火山活動(dòng)，這推動(dòng)了今天的區(qū)域表面。這一發(fā)現(xiàn)得到了新研究的支持，新研究表明日冕區(qū)域的熱流更高——這是地球巖石圈過去可能類似的狀態(tài)。
“有趣的是，金星提供了一扇通向過去的窗戶，幫助我們更好地了解25億年前的地球。它處于一種被預(yù)測(cè)會(huì)在行星形成構(gòu)造板塊之前發(fā)生的狀態(tài)，”斯姆雷卡爾說，他也是美國(guó)宇航局即將開展的金星發(fā)射率、無線電科學(xué)、InSAR、地形學(xué)和光譜學(xué)(VERITAS)任務(wù)的首席研究員。
VERITAS將從麥哲倫留下的地方開始，改進(jìn)該任務(wù)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分辨率較低，誤差較大。目標(biāo)是在十年內(nèi)發(fā)射，該任務(wù)將使用最先進(jìn)的合成孔徑雷達(dá)來創(chuàng)建3D全球地圖，并使用近紅外光譜儀來計(jì)算表面的構(gòu)成。VERITAS還將測(cè)量該行星的重力場(chǎng)，以確定金星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這些儀器將一起填補(bǔ)地球過去和現(xiàn)在的地質(zhì)過程的故事。
“VERITAS將是一個(gè)軌道地質(zhì)學(xué)家，能夠精確定位這些活躍區(qū)域的位置，并更好地解決巖石圈厚度的局部變化。斯姆雷卡爾說:“我們甚至能夠抓住正在變形的巖石圈。”。“我們將確定火山活動(dòng)是否真的使巖石圈‘濕軟’到足以失去與地球一樣多的熱量，或者金星是否有更多的奧秘。”
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