谷神星上耀眼亮斑的背后故事,低温岩浆处于液态长达数百万年

发布时间:2019-02-13 16:55:02

美国宇航局的探测器在对矮行星谷神星进行探测时,曾在其表面发现了明亮的白色盐类斑点。科学家认为这种亮斑是由大量的沉积盐暴露引起的,几百年前到几百万前的时间段里这里曾经发生过火山喷发。

那么具体是什么导致这种亮斑的产生呢? 有分析认为很久以前的一次陨石撞击深入到了谷神星的地幔,这种亮斑可能是地表与地核附近较温暖的物质之间的接触所致,它们在今天可能仍具有地质活性。但是在某种程度上来说,科学家们并没有完全理解这些冰体中维持热量的机制,对于低温火山的形成过程一直存在争论。

现在德克萨斯大学奥斯汀分校与美国宇航局喷气推进实验室合作进行的一项新研究,对影响火山活动的因素进入了更深入的研究。他们认为火山活动导致了这些独特的亮斑的形成,并且可能在混合来自其他世界的生命成分方面发挥关键作用。

谷神星上的火山是低温火山,这是一种在行星体上形成的有冰壳的的火山,可以将被称为低温岩浆的咸水从地下深处带到地表。科学家们认为,木星的冰冷卫星欧罗巴上的低温火山可以促进化学混合,从而形成生命所需的复杂分子。谷神星的地质环境比欧罗巴简单,更多了解低温火山是如何在谷神星上活动的,可以帮助科学家掌握驱动它们活动的主要力量。

在科学家寻找外星生命的过程中,低温火山活动看起来是一个非常重要的系统。所以科学家试图了解这些冰壳以及它们的行为模式。这项研究的最终版本于2月8日发表在《地球物理研究快报》上。美国宇航局喷气推进实验室的行星科学家朱莉·卡斯蒂洛-罗吉兹参与了共同撰写。

谷神星直径941公里,是火星和木星之间小行星带中最大的行星体。数十亿年前谷神星从岩石和冰中形成,它远离其他行星的影响。科学家们曾认为谷神星活跃的地质时代已经接近尾声,然而美国宇航局的“黎明号”探测器改变了这一看法。

黎明号发回了谷神星撞击坑底部明亮白色斑点的照片。这些斑点原来是低温岩浆的残留物。陨石坑盆地中心或附近地点的位置表明,小行星撞击所产生的热量和能量可能引发谷神星的地质活动,形成低温岩浆库,然后通过裂缝等管道将其带到地表。

这项新研究专门研究了144公里里宽的陨石坑Occator底部的沉积物,该陨石坑形成于大约2000万年前。然而这里的沉积物只有400万年的历史,这表明相对于火山口本身来说,形成时间相对较晚。其他科学家早些时候进行的研究发现,谷神星上的条件并不允许Occator陨石坑撞击产生的低温岩浆存在超过40万年。

在矮行星谷神星上,隔热地壳能够使低温岩浆保持液态达数百万年之久。盐层的年代差异和撞击时间的差异提出了一个问题:在一个地质停滞的世界受到撞击后,一个融化的储层如何能在数百万年里保持液态?

在这项新研究中,科学家通过利用有关谷神星地壳化学和物理学的更多最新细节信息,他们能够显著延长低温冷冻岩浆的寿命。 虽然让离表面很近的液体长期维持很难,但他们们的新模型中考虑到了地壳内部的材料,这些材料起到了与黎明号观测结果一致的隔热绝缘体的作用。”

新的计算表明Occator的低温岩浆可以持续长达1000万年,这个数值并不能完全弥补时间上的差距,但它表明额外的数据有助于确定一个更现实的冷却时间表。这些研究结果对于揭开外星世界的地质历史将会产生巨大的贡献。