一座4000米高的泥火山!不会融化吗?专家告诉你答案

在我们太阳系,有一个神秘的地方,它就是谷神星,谷神星直径近1000公里,是小行星带中最大的天体。2015年至2018年间,美国宇航局的离子动力黎明号宇宙飞船访问了这颗矮行星,寻找线索以帮助我们了解太阳系是如何形成的。谷神星是宇宙飞船造访过的第一颗矮行星。

现在科学家们已经研究了黎明号的数据,我们开始看到谷神星是多么的不同寻常。黎明号最令人震惊的发现之一是阿胡纳蒙斯火山,这个特征似乎与这个小小的世界格格不入,更令人吃惊的是,这座4000米高的火山山峰,由沸腾的盐水、泥浆和岩石构成!活像一个玄幻世界!真的假的?4000米高的泥火山!?

而现在,德国航空航天中心(DLR)的科学家们已经弄清楚了这个奇怪的特征是如何在这个迷人的小行星上形成的。

巨大泥火山拔地而起

矮行星谷神星上的阿胡纳蒙斯是我们太阳系中一个显著而独特的特征。远远望去,阿胡纳蒙斯从谷神星表面拔地而起4公里。它的侧面是光滑的,没有任何特征,这表明这座火山是最近形成的,它在那里的时间还不够长,不像谷神星表面其他部分的坑坑洼洼的样子。在测量了谷神星的重力,并研究了这颗矮行星的内部结构之后,科学家们说,这座火山是由谷神星中心升起的一个由泥浆、盐水和岩石组成的气泡形成的。这个气泡冲破谷神星地壳的一个弱点,形成了阿胡纳蒙斯。在这个地区,谷神星的内部不是固体和刚性的,而是移动的,至少部分是流动的。所以基本上,它是一个巨大的泥火山。这项研究同时帮助我们了解到了谷神星地幔的运动过程,即把物质带到地表聚集成阿胡纳蒙斯的过程。

这些是黎明号拍摄的阿胡纳蒙斯的最佳照片,拍摄于宇宙飞船最接近地表的时候。我们可以看到火山光滑无坑的一面,这表明它比矮行星表面的其他部分更年轻。那么有人会问,这么高的泥火山是如何堆积的?换句话说,它不会融化吗?其实不然,专家解释,一旦卤水、泥浆和岩石的泥浆从谷神星内部逸出,就会撞击到太空的低温。谷神星没有大气,所以物质将会凝固成我们现在看到的形状。

谷神星内部到底发生了什么事?

研究谷神星的科学家认为,这颗矮行星的组成与同一地区的其他天体相似。根据这一假设,谷神星主要由硅质岩石组成,而硅质岩石主要由二氧化硅或二氧化硅:SiO2组成。但也会有相当数量的水冰,可能还有液态水层。他们还假设谷神星比地球含有更多的淡水和冰。他们认为这颗矮行星多达四分之一的质量是冰或水。

谷神星的内部是分化的,这意味着随着时间的推移,构成行星内部的物质已经分化成不同的层。像铁这样的重元素下沉到中心,而像水或含铝硅酸盐这样的较轻物质逐渐上升。尽管谷神星已有45亿年的历史,但其内部元素的放射性衰变仍在产生热量,就像在地球上一样。这种热量会产生盐水、泥浆和岩石泥浆的气泡,这些气泡会从下面挤压坚硬的地壳。这就形成了高达一公里的圆顶,当压力冲破地壳时,泥浆就会在表面流动并凝固。

这是科学家用黎明号探测器数据绘制的阿胡纳蒙斯的彩色重力图。谷神星的阿胡纳蒙斯周围引力场存在异常,科学家通过监测黎明号的速度和高度来测量这种异常。黎明号飞过火山时,重力使飞船加速,轨道稍稍降低。这些速度和高度变化对航天器无线电通信的多普勒效应暴露了这一点,结论很明显:流体物质和岩石的混合物浮出了地表,堆积成阿胡纳蒙斯。

这种类型的低温火山作用在太阳系外广泛存在。木星和土星的一些卫星以及冥王星都显示出了这种迹象。这项研究表明,矮行星,甚至可能是大型小行星,可以在它们的内部形成盐泡和岩石,然后上升到表面并逃逸。行星科学家认为,只要放射性衰变仍在加热内部,这个过程就可以持续数十亿年。

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