难道这就是地狱的模样吗?500℃的金星表面,仍然有活火山在喷发

在太阳系中,如果想找一颗最像地狱的星球,那么金星绝对是不二之选。
这颗体积和地球差不多的行星,表面被浓厚的大气层所覆盖,大气压力是地球表面的90倍以上。而且,由于大气成分中有97%都是二氧化碳。我们知道,二氧化碳是著名的温室气体,这也使得金星超越更内侧的水星,成为太阳系内最热的行星,其表面温度甚至可以接近500℃。
(图片说明:艺术家模拟的金星表面)
而且,金星表面风速也非常惊人,可以达到每秒100米,相当于金星自转线速度的几十倍。浓密的云层中经常有雷暴袭击地面,最长的一条闪电甚至持续了15分钟之久。同时,大气层中的硫等物质又形成了恐怖的酸雨,侵蚀着地表。
地球是太阳系内最宜居的星球,而紧邻地球的金星却成为了活生生的炼狱。
不仅如此,行星地质学家们一直相信,在浓密大气层之下的金星表面,还有恐怖的火山喷发在肆虐,却苦于厚厚的云层遮挡无法证实。
虽然人类的金星探测器大多寿命不长,但我们也获得了一些比较珍贵的信息。我们知道,在金星表面分布着许多关于火山的典型特征——广袤的火山平原、火山穹丘(volcanic dome)、火山冕、盾状火山……但是,我们却始终没有找到直接的证据,能够证明这些火山还能够爆发。
瑞士苏黎世联邦理工学院地球物理学家安娜·居尔舍相信,金星表面的火山在今天仍然非常活跃,给这个本就形同地狱的星球“火上浇油”。为此,她领导着一支科学团队,经过坚持不懈的研究和模拟,终于找到了迄今为止最有力的证据。
根据目前科学家的研究,和火星等行星相比,金星的地表相对更年轻一些。科学家们通过对金星的地质测绘等相关研究发现,其表面大部分区域都在十几亿年之内经历过从地下运动到地表的活动。在这段期间,金星可能经历过许多重大的变化。它的内部可能会逐渐冷却,地壳也可能会越来越牢固,将岩浆死死地封锁在地下深处,这也是一些科学家认为金星表面不再会出现火山爆发的理论根据。
但是,越来越多的证据表明,金星距离这么稳定的状态,离得还远呢!
早在20世纪70和80年代,美国发射的两枚先锋号金星探测器在绕金星探测的过程中,就在金星大气中发现了二氧化硫的痕迹。而我们地球上的火山爆发,正是将硫释放出来的重要原因。地球的火山口附近经常可以发现黄色的固体,这些就是硫。因此,我们有理由相信,金星大气的二氧化硫中至少有一部分是来自于火山的喷发。
2015年的时候,有一篇论文指出:金星表面的熔岩流和来自于年轻地质的一些特征非常一致。而今年早些时候,也有研究人员发表论文表示:他们对金星表面橄榄石的风化过程进行了模拟,结果发现金星表面的熔岩流可能非常的年轻。
如今,居尔舍的团队有了新的发现,她和她的同事们在一种叫做冕状结构(corona)的构造中发现了证据。
这些冕状结构,是心部分是向下凹陷,四周有环状结构围绕,并且向四周辐射的地质结构。这些冕状结构的尺寸有大有小,最大的直径可达几百公里,从外形上看起来有点像环形山。因此,在相当长的一段时间里,科学家都认为它们都像月球表面的环形山一样,是天体撞击形成的。
不过,最新研究表明,形成它们的不是宇宙天体,而是金星自己的火山。行星内部翻滚的熔融物质冲破地表,喷射出来,把这部分地表推起形成穹顶状结构,在喷流冷却之后向下塌陷,就形成了我们看到的冕状结构。
那么,既然我们推测这些冕状结构是火山喷发导致的,为何同样拥有活火山的地球却没有出现类似的结构呢?
这是因为,地球有着独特的板块运动。在这些板块运动的作用下,冕状结构的形成会受到极大的干扰。而金星就不一样了,它没有板块运动,所以冕状结构不受限制,最终星罗棋布地分散在行星表面。
口说无凭,居尔舍等人利用计算机,模拟了金星内部的热力学活动。通过修改喷射流的规模、温度、地壳厚度等参数,他们获得了多种模式下冕状结构高分辨率3D模拟结果。通过对冕状结构随时间的变化过程的模拟,研究团队确定:这些结构普遍存在于地质结构比较年轻的区域内。
如上图所示,他们将模拟的结果与金星表面实际的冕状结构进行了对比。看得出来,二者的相似度是非常高的,这意味着金星表面的冕状结构极有可能就是按照这个模式形成的。不仅如此,他们还可以清晰地模拟出冕状结构的演化历程,研究它们所处的发展阶段。事实证明,这些冕状结构目前仍处于演化过程中,也说明金星内部仍然非常活跃。
“这是我们首次可以指着某个地方说:'看,这可不是什么远古火山,而是直到今天仍然活跃的火山,它也许正在休眠,但绝对没有死去。’”来自马里兰大学的地质学家劳伦特·蒙特西兴奋地说,“这项研究极大程度上扭转了我们对于金星的看法,从最初认为它几乎完全沉寂,转变成现在发现它内部仍然蠢蠢欲动、能够为大量火山活动提供能源的行星形象。”
(图片说明:金星全球冕状结构分布图,红色为活跃的,白色为不活跃的)
最终,他们利用模拟的结果加上以往对金星的观测数据,得出结论:目前金星表面至少有37个冕状结构还比较活跃。这些区域的地质结构比较年轻,是未来金星探测器应该重点关注的区域。
从超高温到酸雨、从雷暴到恐怖气压,如今再加上活跃的火山,金星用自己的身躯向我们展示了一个活生生的“地狱”,我们很难想象一颗星球还能比这里更加恐怖和危险了。而根据科学家的研究,金星曾经也拥有着海洋和像地球一样宜居的条件。但是,它最终变成了今天这种可怕的模样,真的很难想象,它到底经历了怎样一个恐怖的过程……
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