旧资料中发现新的金星火山活动!

发布单位:台北市立天文科学教育馆

  根据一篇新的研究论文显示,金星有明显的火山活动,科学家观察到熔岩流改变了金星的地貌,而且现在正在发生当中——只不过这里指的现在,严格来讲是距今超过30年前的1991年。

由麦哲伦号金星探测器所建立的金星表面地形图。来源:JPL
图说:由麦哲伦号金星探测器所建立的金星表面地形图。来源:JPL

  金星和地球在大小与质量都非常相近,但最大的不同之处在于金星没有板块构造。在地球上,板块交界处通常是火山活动的主要地点,但是金星似乎缺乏这种机制。阿拉斯加大学费尔班克斯(Fairbanks)地球物理研究所的Robert Herrick所发表的最新研究中,一个在金星表面、面积近1平方英里的火山口,在1991年由麦哲伦号金星探测器(Magellan)所观测的八个月内形状发生变化并持续扩大。在地球上,这样的尺度变化通常与火山活动有关,来自火山的喷发或是喷口下方的岩浆运动,都会导致喷口壁垮塌和喷口扩大。该研究于2023年3月15日发表在最新一期的《科学》期刊上。

本研究中发现的金星地表变化情形。右侧影像中可以发现在Maat火山口附近有新的熔岩流区域。来源:NASA
图说:本研究中发现的金星地表变化情形。右侧影像中可以发现在Maat火山口附近有新的熔岩流区域。来源:NASA

  从1990年到1992年,麦哲伦号利用合成孔径雷达(SAR)对金星表面进行扫描,借由金星的自转,可以扫描到几乎整个金星的表面,而且最佳的影像解析力达到了100公尺等级。整个金星总共约有42%的全球表面积进行了两次或更多次的扫描,这使得科学家要进一步比较不同时间的地表变化成为可能。照片显示了一个火山通道在不到一年的时间内发生了形状的变化,并且尺寸显著增加。发生地质变化的是位于金星赤道附近的一个巨大高地地区,其中包括两座行星上最大的火山之一,Ozza火山和Maat火山。该地区长期以来一直被认为是火山活跃的,但直到现在才有直接的证据显示出这种活动。

由麦哲伦号的雷达资料中建立的Maat火山地形图。来源:NASA
图说:由麦哲伦号的雷达资料中建立的Maat火山地形图。来源:NASA

  在检查麦哲伦号的雷达影像时,Herrick识别出一个与Maat火山相关的火山口,在1991年2月和10月之间显着地发生了变化。在2月的影像中清楚可辨的火山口,在8月的影像里大小增加了一倍,形状也有出现改变,甚至出现像是熔岩湖的特徵,明白显示火山正在活动。但由于两次拍摄的角度不同,解析力也很差,研究团队建立了数种不同结构的火山通道的电脑模型,以验证不同的地质事件场景。从这些模型中,他们得出结论,只有火山爆发才能引起变化。虽然这只是整个行星的一个数据点,但它确认了金星现今仍有地质活动发生。

VERITAS计划想象图。来源:NASA
图说:VERITAS计划想象图。来源:NASA

  令人惊奇的是,这些30年前的旧资料还能有新的发现。其实在近十年,科学界才终于以全解析力且易于分析的方式得到麦哲伦号的雷达资料。原先认为难以寻找的熔岩流变化特徵,在本研究中终于被确认。天文学界现在更期待即将发射的VERITAS任务,它将会是NASA自1990年代后首艘重新探索金星的太空船,预期将能揭开这颗大小最接近地球、却走上和地球完全不同命运的行星的奥秘。(编辑/台北天文馆谢翔宇)

参考资料:JPL
更多报导:Science Daily
原始论文:Science

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