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水星拥太阳系最褶皱表面 地壳平滑移动体积锐减

http://www.kexue.com 2014-01-22 10:11:09 凤凰科技  发表评论


水星褶皱表面

  46亿年前当太阳系刚形成时,水星还是炙热的熔化物质球。这颗小行星很快冷却下来,体积的锐减导致它相对薄的地壳起皱。这一锐减过程似乎在十亿年后逐渐减慢,但我们现在所观测到的布满凹痕的灰色世界上面纵横交错的是陡峭的地壳山脊,揭示了这一快速收缩的阶段。

  20世纪70年代,天文学家首次在水手10号宇宙飞船拍摄的水星图片里注意到这些山脊。基于它们的长度和高度,科学家们计算出宽度大约为5000米的水星平均大约收缩了3千米。但水手10号宇宙飞船在三次飞经时只拍摄到行星表面的40%。

  美国宇航局信使号宇宙飞船自2011年起就环绕水星运行,它已经描绘了整个星球,并拍摄了更多山脊的图片。利用该探测器的最新数据,美国华盛顿卡内基研究所的保罗-伯恩(Paul Byrne)表示,水星锐减的程度比之前预想的要更大,周长大约比最初的“缩水”了11千米。

  平滑移动

  地壳强烈的压缩应该会产生一个密封口阻止任何岩浆通过火山活动泄露到地表。但2008年,信使号宇宙飞船发现了水星光滑的平原,暗示着古代岩浆流的存在。

  利用信使号的数据,卡内基研究所的克里斯蒂安-克里姆扎克(Christian Klimczak)和他的同事描绘了岩浆流并计算出周围地表的年龄。他们发现火山活动大约与快速收缩期存在2亿至3亿年的重叠期。

  在上个月美国旧金山召开的美国地球物理学协会会议上,克里姆扎克表示流星撞击可能是这一意外火山活动最可能的解释。这次撞击可能释放了被压缩的地壳里累积的压力,使得岩浆在水星仍在收缩时喷发。事实上,水星的图片显示了较大陨石坑内部好几处岩浆流,间接支持了这一观点。

  体积锐减的月球

  相同的过程可能也导致了月球黑暗的火山平原,名为海(指月亮、火星表面的阴暗部分),例如“宁静之海”地区(Sea of Tranquility)。和水星一样,月球也在冷却过程中收缩,且表面被撞击陨石坑覆盖,很多都被填满了古代岩浆流。

  在利用月球勘测轨道飞行器的数据分析了月球褶皱的表面后,克里姆扎克认为月球大小可能缩减了2千米——之前的估计认为只收缩200米。

  这些研究的结果促进了我们对太阳系内火山活动的理解,美国科罗拉多州博尔德西南研究院克拉克-查普曼(Clark Chapman)这样说道。“将形成盆地的撞击和火山活动相联系是行星地质学和地球物理学的重要见解。”

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