一项新的研究发现,曾经有数十座古老的冰火山点缀在矮行星谷神星的表面。
地球上的普通火山喷发的是熔岩,而冰火山(也称为低温火山)喷射出水冰和其他冰冻分子的羽流。之前的研究已经在太阳系外围的几个天体上探测到低温火山活动的痕迹,例如土星的卫星土卫二和冥王星。然而,与普通火山活动相比,关于低温火山活动仍然有很多未知之处。
2015年,美国宇航局的“黎明号”探测器在谷神星上发现了一座高2.5英里(4公里)、圆顶形的低温火山,名为阿胡纳山。谷神星直径约585英里(940公里),是位于火星和木星之间的小行星带中最大的成员。[矮行星谷神星的奇异亮点在近距离特写镜头中闪耀]
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“谷神星是我们用航天器环绕轨道的唯一低温火山天体,”该研究的主要作者、图森市亚利桑那大学的行星科学家迈克尔·索里告诉 Space.com。“这是迄今为止我们了解更多关于低温火山活动和普通火山活动之间异同的最佳机会。”
根据阿胡纳山吞没的陨石坑的数量和大小,以及估计的谷神星经历的陨石撞击率,之前的工作表明阿胡纳山最多有2.4亿年的历史。(像太阳系的其他部分一样,谷神星本身形成于大约45.6亿年前。)
阿胡纳山是科学家在谷神星上发现的唯一显著的低温火山。这很奇怪:如果谷神星的内部仍然足够温暖以至于存在低温火山,那么它过去应该在更温暖的时候产生过低温火山,而这些低温火山的证据今天应该点缀在矮行星的表面。
索里和他的同事推断,低温火山穹顶逐渐沉降下来,最终与周围的景观融为一体。为了找到古代低温火山的这些隐藏证据,他们将“黎明号”拍摄的图像与塌陷穹顶的计算机模型进行了比较。
科学家们在谷神星上识别出22座以前的低温火山,宽度从10到53.4英里(16到86公里),高度从0.7到2.7英里(1.1到4.4公里)不等。在估计了这些特征的年龄后,他们认为,在过去十亿年中,平均每百万年谷神星上就会出现新的低温火山。
总而言之,研究人员估计,喷发到谷神星表面的冰物质总量比地球、月球、金星或火星上喷发的熔岩量少100到100,000倍。声明称,谷神星上的低温火山平均每年产生超过13,000立方码(9,940立方米)的物质——足以填满一个电影院或四个奥林匹克规格的游泳池——而地球上的火山平均每年产生超过10亿立方码(7.65亿立方米)的岩石。
因此,虽然低温火山活动帮助塑造了谷神星,“但它远不如岩石火山活动在地球、月球、火星和金星的地质学中所起的主导作用,”索里说。“你在晚上在月球上看到的黑点是巨大的火山平原,我们在谷神星上看不到任何类似的景象。”
索里说,未来的研究可以调查其他冰冷的天体,看看低温火山活动是否在这些世界上也发挥着类似的作用。“我最期待的是2020年代,届时我们将发射前往木卫二的任务,木卫二是木星的一颗冰冷的卫星,”索里说。
科学家们于 9 月 17 日在《自然·天文学》杂志上在线详细介绍了他们的发现。
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