為什麼水星上的部分地形會「被抽空」?

水星「混沌地形」可能會重新定義「可居住性」

水星上一種被稱為 “混亂地形 “的地貌可能揭示了儲存在地下億萬年的物質。

自1974年”水手10號”探測器接近水星以來,行星科學家們一直對被稱為 “卡洛里斯盆地”的大型撞擊坑對面發現的一塊特殊地帶而感到困惑。在 “水手10號”獲得的圖像中,這塊地帶看起來就像一片雜亂無章的丘陵和不平整的地面。科學家將其稱為 “混沌地形”。

水星上的混沌地形

水星上的混沌地形

水手10號在1974年和1975年飛越水星時,首次拍攝到了混沌地形的景象。

美國宇航局

幾十年來,對於這種混沌地形是如何形成的,主流猜想是,這與製造了卡洛里斯大盆地的撞擊有關。撞擊造成的巨大地震波紋可能會在小星球的另一邊產生共振,引起大規模地震。

但一項新的研究表明,有不同的起源。亞歷克西斯·羅德里格茲(行星科學研究所)和同事們認為,隨著時間的推移,儲存在地下、易氣化的揮發性元素逐漸蒸發,地形可能會因此變得更加混亂。研究小組發現,一旦有足夠多的揮發物逸出,地面就會抽空,形成落差超過一公里的不規則地面。他們的研究結果於3月16日線上發表在《科學報告》上。

“我們發現,混沌地形景觀看起來就像他們遭受了重大的災害損傷,就像可能有一座山,突然間它的一半就不見了,”羅德里格茲解釋說。”但它並非已經下沉地形:它只是消失了。”

羅德里格茲說,鑑於水星是一個乾燥、沒有空氣的世界,這些物質無處可去–它們只能是變成了氣體後消失了。

浩瀚的世界

水星上的混沌地形 美國宇航局的 “信使”號航天器後來在2011年至2015年期間環繞水星運行時,拍攝到了混沌地形的近景。

美國宇航局/約翰-霍普金斯大學應用物理實驗室/華盛頓卡內基研究所。

這項新工作是基於美國宇航局的 “信使”號航天器的觀測結果,該航天器在2011年至2015年期間環繞水星運行,並繪製了水星空前詳細地形圖。該探測器還確定了星球表面的化學元素構成,在其表面發現了許多揮發性元素,如硫、氯和鉀。

這些元素的存在讓行星科學家們大為驚訝,他們原以為靠近太陽應該早就讓水星上的揮發物消失殆盡。現在,新的研究表明,富含揮發物的土層在地表下存在的時間可能比預期的要長得多。

研究人員在隕石坑的數量和噴射物射線中找到了支持他們說法的證據。數一數混沌地形中存在的隕石坑,大概可以得到它的年齡,研究人員得出的年齡為18億年–比卡洛里斯盆地至少年輕20億年。

此外,近期隕石坑的噴射射線在混沌地形的一些區域消失了,這表明地表直到最近一直在排氣和改變,羅德里格茲解釋說。

研究小組還發現,混沌地形並不限於卡洛里斯盆地對面的區域。具有類似質地的區域似乎與大型撞擊無關,從兩極到赤道都有分佈。富含揮發性的地殼可能覆蓋整個星球。

“這是一項很有意思的工作,我認為它將激勵其他人進行大量研究,”地球化學家大衛·布萊維特(約翰-霍普金斯大學應用物理實驗室)說,他沒有參與這項新研究。

重新定義可居住性

那麼,那些富含揮發性的層中有什麼呢?羅德里格茲和他的團隊考慮了幾種可能性,其中一種包括水混合物。

“我們並不是在談論水冰–雖然它可能在某些時候是這樣的–而是可能包含在層狀矽酸鹽內的水,或者可能是水合鹽(鹽水),”羅德里格茲說。”這並不意味著可能有充盈水的湖泊或洞穴,這意味著水可能已經存在於礦物結構中。”

如果他的團隊能夠證明水星上存在水,哪怕是在礦物中,這可能會對可居住性的定義產生影響。”宜居性和生命的存在是兩回事,”他補充道。”我不認為生命已經出現在水星上,但生物前化學的可能性更大。”

同樣的原則也可以適用於系外行星,特別是圍繞紅矮星等壽命較長的恆星運行的小行星。”生命可能有機會出現,僅取決於這些行星系統穩定運行的時間長度,”羅德里格茲說。”這使它更有可能,不是一定的,但肯定會增加可能性。”

“是的,我想是的,”布萊維特反駁道,”但是,要知道,水星沒有大氣層。當時它可能還沒有大氣層。並且似乎不太可能有我們所知的,具有水和穩定性生命類型的區域。”

如果真有富含揮發性礦物的話,確認它的將可能是比皮科倫坡航天器,它將於2025年到達最隱秘的行星(下週飛越地球后)。比皮科倫坡號將攜帶信使號沒能實現的、可以勘測水星的儀器,並將對新想法進行最終試驗。

作者: JAVIER BARBUZANO

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