水星鹽冰川探解一二

這幅高分辨率的NAC圖像拼接顯示了第一次飛越水星后離開(kāi)水星時(shí)看到的水星。這幅鑲嵌圖類似于歷史上第一張飛躍地球傳回地球的圖像，顯示了以前從未被航天器看到的行星的一部分。（圖片來(lái)源：航空航天局/霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/華盛頓卡耐基研究所）

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，水星上可能存在鹽冰川，水星是距離太陽(yáng)最近的行星，也是太陽(yáng)系中最小的世界。這一發(fā)現(xiàn)可能表明，即使是太陽(yáng)系內(nèi)部風(fēng)吹草動(dòng)最不穩(wěn)定的條件也可以在地球上找到相呼應(yīng)的情況。該團(tuán)隊(duì)根據(jù)最近的補(bǔ)充發(fā)現(xiàn)，冥王星有氮冰川。由于冥王星位于太陽(yáng)系的遠(yuǎn)端，這兩項(xiàng)發(fā)現(xiàn)意味著冰川作用從太陽(yáng)系最熱的、靠近太陽(yáng)的區(qū)域一直延伸到寒冷的外部空間。

更令人興奮的是，來(lái)自行星科學(xué)研究所（PSI）的科學(xué)家認(rèn)為，這些鹽冰川可能為生命創(chuàng)造了合適的條件，類似于地球上微生物繁衍的一些極端環(huán)境。“地球上特殊的鹽化合物甚至在一些最惡劣的環(huán)境中也能創(chuàng)造出適合居住的小環(huán)境，比如在智利干旱的阿塔卡馬沙漠。這些思路指引我們?nèi)ニ伎妓巧鲜欠裼斜绕浯植诒砻娓m合居住的地下區(qū)域。”

研究小組強(qiáng)調(diào)下圖位置非常重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)趶V闊的多個(gè)行星圖中充分暴露。他們還暗示，太陽(yáng)系可能包含所謂的“深度依賴的金鎖地帶”，即生命不在星球表面生存，而在特定深度生存，而這些區(qū)域具備的條件正是合適的。羅德里格斯說(shuō)：“水星冰川的這一突破性發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展了我們對(duì)維持生命環(huán)境參數(shù)的理解，為我們探索與類水星系外行星的潛在宜居性相關(guān)的天體生物學(xué)增加了一個(gè)重要維度。”

水星北半球四分之一象限表面圖(Borealis Chaos)

拉德特拉迪盆地（水星表面的環(huán)形撞擊坑）和拉蒂特拉迪巨石都是冰川存在證據(jù)(圖片來(lái)源: NASA)

水星可能比我們更易揮發(fā)

這項(xiàng)研究挑戰(zhàn)了這樣一種觀點(diǎn)，即水星上缺少揮發(fā)性物質(zhì)、化學(xué)元素和化合物，而這些物質(zhì)對(duì)于地球上生命的出現(xiàn)是至關(guān)重要的。它表明揮發(fā)物可能被埋在這顆小行星的表面之下的揮發(fā)性豐富層（VRLs），研究小組對(duì)這些VRLs是如何暴露在水星表面也有了初步想法。該研究的合著者、行星科學(xué)研究所（PSI）科學(xué)家布萊恩.特拉維斯說(shuō)：“這些水星冰川與地球不同，它們來(lái)自于被小行星撞擊暴露的深埋VRLs。

我們的模型準(zhǔn)確證實(shí)了這些冰川很可能是由鹽流造成的，并且在它們就位之后，它們的揮發(fā)性物質(zhì)保留了10億多年。”該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為水星冰川是以一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)排列的，其中的空洞形成了年輕的“生化坑”——升華是固體跳過(guò)液相瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的過(guò)程。PSI的科學(xué)家和團(tuán)隊(duì)成員Deborah Domingue說(shuō)：“這些洞穴的深度占了整個(gè)冰川厚度的很大一部分，這表明它們大量保留了揮發(fā)性豐富的成分。”“這些空洞明顯地消失在周圍的火山口底部和墻壁上。”

Domingue補(bǔ)充說(shuō)，通過(guò)顯示小行星撞擊揭示了VRLs，這一觀察為以前無(wú)法解釋的現(xiàn)象——空洞和隕石坑內(nèi)部之間的表面相關(guān)性——提供了一個(gè)連貫的解決方案。該小組的研究表明，隕石坑內(nèi)的集群空洞可能起源于太空巖石撞擊造成的VRL暴露區(qū)域，這些暴露揮發(fā)物，升華成氣體，留下了空洞。

航空航天局的信使號(hào)宇宙飛船看到的水星表面的不平表面(圖片來(lái)源：NASA/JPL)

水星上的鹽混沌世界

羅德里格斯和他的同事研究了Borealis混沌，以確定水星冰川與其混亂地形之間的聯(lián)系，并推斷出VRLs形成的原因：這一地區(qū)位于水星的北極地區(qū)，特點(diǎn)是復(fù)雜的解體模式，這些模式看起來(lái)大的足以清除整個(gè)隕石坑群，其中一些可以追溯到大約40億年前。在北方混沌坍塌的地層之下，是一個(gè)更古老的坑洞表面，這些已經(jīng)通過(guò)重力研究得到確認(rèn)。

羅德里格斯說(shuō)：“把碎裂的上地殼并列起來(lái)，形成了現(xiàn)在混亂的地形，這個(gè)重力揭示了久遠(yuǎn)的地表，這些表明VRL被安置在一個(gè)已經(jīng)凝固的地形之上。”這些發(fā)現(xiàn)挑戰(zhàn)了主流的VRL形成理論，這種理論傳統(tǒng)上以地幔分異過(guò)程為中心，即礦物在地球內(nèi)部分成不同的層。相反，證據(jù)表明，這是一種大規(guī)模的結(jié)構(gòu)，可能源于水星歷史早期一個(gè)短暫而熾熱的原始大氣層的崩潰。PSI研究小組認(rèn)為，這場(chǎng)大氣塌陷可能主要發(fā)生在水星上延長(zhǎng)的夜間時(shí)段，當(dāng)時(shí)水星表面沒(méi)有暴露在太陽(yáng)的強(qiáng)烈熱量下，導(dǎo)致溫度從800華氏度（430華氏度）降至-290華氏度（-180攝氏度）——足以熔化鉛。

——水星，至少在30億年前一直在收縮——今天可能依然如此

——水星的研究結(jié)果表明，整個(gè)太陽(yáng)系的極光都是以同樣的方式供電的

——從BepiColombo探測(cè)器上觀看水星是以驚人的順序滾動(dòng)的

水星上以鹽為主的VRLs可能因?yàn)樗鲁练e物而廣泛成長(zhǎng)，這個(gè)想法也代表了對(duì)水星早期地質(zhì)理論的重大偏離。團(tuán)隊(duì)成員、PSI研究員杰弗里.S.卡格爾說(shuō)：“在這種情況下，通過(guò)火山脫氣釋放的水可能暫時(shí)創(chuàng)造了液體或超臨界水的池塘或淺海，就像密度高、含鹽量高的蒸汽，使鹽類沉積物沉淀下來(lái)，隨后水迅速流失到太空中，并被捕獲在地殼的水合礦物中，留下了鹽和粘土礦物占主導(dǎo)地位的層，逐漸形成厚的沉積物。”研究小組的研究成果發(fā)表在《行星科學(xué)雜志》上。

By: Robert Lea

FY: 何丹懷（懐）

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