近代(地质学上)金星火山活动的新证据


阿玛蒂日冕的麦哲伦合成孔径雷达(SAR)图像。Narina Tholus(中左)看起来像两个相邻的穹顶,叠加在西外断裂环上。

新的数据分析技术允许在旧的麦哲伦宇宙飞船的数据中发现最近火山活动的证据。

目前尚不清楚这种活动是发生在今天,还是发生在数千万年内,但从地质学角度来说,这两种情况都是最近发生的。越来越多的证据表明,金星上的火山并没有像很多人认为的那么早就灭绝了。这项工作是由行星科学研究所(PSI)的研究人员梅根·拉塞尔和凯瑟琳·约翰逊进行的。

在NASA的麦哲伦宇宙飞船进入金星轨道的31年里,研究人员一直在使用该任务的雷达图像、地形和重力地图来了解这个被云层覆盖的世界的表面历史。早期的结果清楚地表明,金星表面的陨石坑比它的表亲火星和水星要少得多,而且它表面的陨石坑是随机分布在整个行星上的。随着时间的推移,陨石坑不断增加,而金星的陨石坑数量较少,这意味着它的表面大约在3亿至10亿年前被擦得干干净净。目前还不清楚这是一次灾难性的事件,导致整个行星立即重新表面,还是随机分布的持续事件,随着时间的推移系统地重新表面金星,还是两者的某种组合。为了了解发生了什么,有必要了解火山何时活跃。

PSI高级科学家凯瑟琳·约翰逊(Catherine Johnson)说:“金星在地质上是否最近发生过火山活动,还是正在进行的火山活动,一直是麦哲伦任务的一个持久谜题:关于这一点,我们仍然没有确凿的证据,但越来越多的证据表明,这是一颗最近、可能是目前活跃的行星。”

随着计算机的进步,用麦哲伦有限的数据集做越来越多的事情已经成为可能。拉塞尔和约翰逊使用了其他研究人员生成的高分辨率立体地形数据集,观察了阿玛蒂科罗纳火山350公里边缘的一座火山。

日冕大致呈圆形,周围环绕着一圈裂缝,看起来大致像皇冠,被认为是大断层。在一些日冕上,比如阿拉迈蒂,在这些裂缝附近或上面可以观察到火山和/或熔岩流。PSI研究人员研究的这座火山是金星表面20%幸运的一部分,合成孔径雷达(SAR)对其进行了立体成像,它揭示了整个三维结构的海拔高度,提供了比简单图像更好的视角。

“我们不是观察火山的表面或流动,而是观察火山如何使周围的地面变形。为了应对火山的重量,它周围的地面弯曲,像弯曲的塑料尺子,”梅根·罗素说研究员PSI的主要作者本地变薄的岩石圈与最近的火山活动有关的证据在Aramaiti电晕,金星出现在行星地球物理研究杂志》上。“夏威夷群岛周围的海底弯曲也出现了同样的变形。从这种变形中,我们可以推断出火山局部的热流等特性。”

为了超越简单地显示年轻与年老,有必要使用复杂的计算机模型来模拟表面变形。正是从这种模型变形中可以推断出热流等特性。

随着时间的推移,这类结构会不断演变,而观察到的变形程度暗示了一个特征的年龄,以及地表下可能流动的热量。

拉塞尔继续解释道:“建模研究表明,这一日冕的形状和地形表明,它在地质上也是年轻的,也可能有与之相关的地质年轻的火山活动。”

在麦哲伦有限的数据集中,这种特殊的结构似乎是独一无二的。在麦哲伦用SAR研究的金星20%的日冕中,只有另外7个日冕在拉塞尔和约翰逊研究的破裂环上或附近有陡峭的火山。此外,本研究的地物的立体地形资料质量特别高。随着未来对金星的三次任务计划,这个团队期待着在未来更详细地探索这个问题。“幸运的是,对于我们这些足够幸运的人来说,我们的职业生涯开始于麦哲伦任务,现在有三个新的任务计划在未来十年左右飞往金星。”

对约翰逊来说,维纳斯已经扮演了几十年的角色;1989-1984年,她和客座研究员一起攻读博士学位。对拉塞尔来说,这项工作是她职业生涯的一个很好的开始。这项研究是罗素在英属哥伦比亚大学地球、海洋和大气科学系读研究生时进行的。

行星科学研究所:

行星科学研究所是一家私营的、非盈利的501(c)(3)公司,致力于太阳系探索。它的总部位于亚利桑那州的图森,1972年在那里成立。

PSI的科学家参与了NASA和国际上的许多任务,研究火星和其他行星、月球、小行星、彗星、行星际尘埃、撞击物理学、太阳系的起源、太阳系外行星的形成、动力学、生命的兴起等领域的研究。他们在世界各大洲进行实地考察。他们还通过学校项目、儿童书籍、科普书籍和艺术积极参与科学教育和公共宣传。

PSI的科学家分布在30个州和哥伦比亚特区,在世界各地开展工作。

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