金星上的一種奇特構造讓科學家感到十分困惑。
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科學家根據麥哲倫和先鋒號探測器采集的數據重建的金星表面圖像。NASA / JPL-Caltech
金星表面有一種奇特的環形構造——冕狀物(Coronae)。它們由一組組直徑從幾十到2000多千米不等的同心圓構成——從太空中看,就像是一個個巨大的靶心。
近日來自德國弗萊堡大學的行星學家Anna Gulcher利用幾十年前麥哲倫探測器留下的舊數據為這些結構創建了一個新的3D模型,結果發現,這些怪圈的大小、形態、地形、引力特征和構造背景都不相同,它們的存在能夠反映金星內部的“全頻段”動力學過程,是了解金星內部奧秘的極佳窗口。
研究人員利用麥哲倫探測器采集的引力和地形數據,進行了地質動力學模擬。結果發現,幾乎所有冕狀物下方都存在向上涌動的力量。
Gulcher表示,這種力量來自金星內部的某種圓形物體。它們可能是熾熱的熔巖柱,熔巖柱向上涌動,導致金星外殼大幅隆起和破裂,熔巖溢出。等待熔巖回撤或冷卻后,隆起的金星外殼中心塌陷,形成了這樣的環形地貌。
從行星地質學的角度看,這些環形結構與大量的幔對流活動有關。幔的對流在任何擁有幔的行星上都可能發生。幔是指介于行星表層外殼和行星內核之間的黏滯熔巖層,通常具有流動性。如果行星擁有板塊構造,幔還能推動板塊作橫向運動。
但一般認為,金星沒有板塊構造。因此這些冕狀物可能是地幔物質垂直運動的結果。
沒有板塊運動以及由此帶來的高效熱量散失與碳回收機制,可能是金星大氣二氧化碳體積占比高達96%至97%且極度酷熱的重要原因。在多種因素的共同作用下,金星陷入了失控的溫室效應。
與之相比,地球可謂極其幸運。地球之所以能夠保留板塊構造,可能與地球表面存在大量液態水有關。水能夠使巖石更具可塑性,更容易破裂和分離。由此也可知,金星上可能從未有過海洋——但也有不同意見,這個謎或許只有等未來對金星表面進行更加深入的探測才能解開。
金星在很多方面和地球十分相似,但也存在一些非常重要的差異。由于缺乏數據,科學家目前還無法完全理解這種差異。
地球表面也存在與金星表面相似的冕狀物,但規模要小得多。研究人員希望通過研究這些神秘的怪圈,來了解金星內部的散熱機制,以及那里是否存在某種獨一無二的東西。
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這幅由麥哲倫探測器采集的圖像以金星南緯30度,東經135為中心,東西向寬約3500千米。展現了所謂的阿爾忒彌斯谷。阿爾忒彌斯谷是金星表面已知最大的冕狀物,直徑約2100千米。NASA
參考
The Peculiar Case of Extensional Tectonics on Venus: Modes of RIfting and Activity
https://meetingorganizer.copernicus.org/EGU25/EGU25-18383.html
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