研究人员表示,水星的表面与太阳系中任何其他行星都不同,反而类似于一种稀有的陨石。
科学家补充说,这项发现基于对美国宇航局“信使号”探测器数据的分析,为这颗神秘的最内层行星的形成和历史提供了新的线索。
水星是太阳系中最小的行星,也是最不被了解的行星之一,它受到的科学任务关注远少于火星、木星和土星。美国宇航局在八年多前发射“信使号”探测器时,就决心改变这种状况。“信使号”成为第一个绕水星运行的航天器。
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过去基于“信使号”数据的研究表明,水星的大部分区域被硬化的熔岩覆盖,足以将德克萨斯州埋在4英里(6.4公里)厚的曾经熔化的岩石之下,科学家们说。总而言之,这些巨大的熔岩流覆盖了行星表面6%的面积,相当于美国大陆面积的近60%。它们在35亿到40亿年前形成了水星光滑的北部平原。[“信使号”探测器拍摄的水星最新照片]
熔岩平原在太阳系中很常见。例如,年轻的火星表面喷射出大量熔岩,并且它仍然拥有太阳系中最大的火山:奥林匹斯山直径约370英里(600公里),宽度足以覆盖整个新墨西哥州,高度为16英里(25公里),是珠穆朗玛峰的三倍高。
现在,由“信使号”上的X射线光谱仪对水星表面成分进行的205次测量揭示了水星表面与其他太阳系行星的表面有多大不同。
卡内基科学研究所的行星地质学家、首席研究作者Shoshana Weider说:“作为离太阳最近的行星,确实意味着它的形成历史将与其他类地行星不同且更加极端,具有更高的温度并暴露在更强的引力场中。”
表面主要由富含镁和硫的矿物质组成,这使得它类似于顽火辉石球粒陨石的部分熔化版本,顽火辉石球粒陨石是一种罕见的陨石,它在内太阳系的高温低氧条件下形成。
Weider说:“这些陨石的成分与水星表面的相似性使我们相信,要么水星是通过吸积类似于顽火辉石球粒陨石的物质形成的,要么顽火辉石球粒陨石和水星的前身都是由共同的祖先构建的。”
研究人员还观察了北部火山平原周围的区域。这些周围地区陨石坑更多,这表明它们更古老,有更多的时间被陨石撞击留下疤痕。
较旧的地形比北部平原具有更高的镁硅比、硫硅比和钙硅比,但它的铝硅比也较低。这些差异表明,光滑的平原来自岩浆源,这些岩浆源的化学成分与在较旧区域看到的物质来源不同。
Weider说:“北部平原与周围区域之间的化学差异,再加上北部平原年轻约5亿年的事实,告诉我们,产生北部平原的火山活动涉及水星地幔不同部分的融化,温度较低,并且发生在行星历史的较晚阶段,晚于产生较旧周围地形的活动。”
科学家们将在即将出版的《地球物理研究杂志-行星》上详细介绍他们的发现。
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