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對(duì)冥王星圖像和地形數(shù)據(jù)的全面分析表明，這顆遙遠(yuǎn)冰冷的太陽系星球上的兩座山峰是巨大的冰火山——它噴出的不是熔巖，而是像牙膏一樣黏稠的冰凍物質(zhì)。 這項(xiàng)研究3月29日發(fā)表在《自然·通訊》上，這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)了此前冥王星是一個(gè)海洋世界的猜測(cè)，但又重新引發(fā)了另一場(chǎng)爭(zhēng)論：是什么讓冥王星保持足夠溫暖以支持火山活動(dòng)？
冥王星是一顆矮行星，位于我們太陽系邊緣的柯伊伯帶，它是那里遠(yuǎn)離太陽的眾多冰凍天體中較大的一顆。這個(gè)冰冷的世界平均氣溫為負(fù) 232 攝氏度，擁有山脈、山谷、冰川、平原和隕石坑。如果你站在它的表面上，你會(huì)看到藍(lán)色的天空和紅色的雪。 2015 年 7月，美國(guó)宇航局的新視野號(hào)探測(cè)器飛越冥王星，向人類展示了這顆冰凍星球的特寫鏡頭。新視野號(hào)發(fā)現(xiàn)，這顆矮行星遠(yuǎn)不是一個(gè)毫無特色和寒冷的球體，而是一個(gè)擁有史詩般的撞擊坑、甲烷冰和氮雪的炫耀世界。
研究人員分析了史波尼克高原（Sputnik Planitia）西南的一個(gè)區(qū)域。史波尼克高原是一處橫跨1000公里的古老撞擊盆地，呈心形，主要由崎嶇不平的水冰組成，到處都是火山圓頂。萊特山（Wright Mons）和皮卡德山（Piccard Mons）是其中最大的兩座。 萊特山高4000米至5000米，橫跨150千米；皮卡德山高約7000米，寬225千米。
“我們立即對(duì)這個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了興趣，因?yàn)樗侨绱瞬煌乙俗⒛?，”美?guó)科羅拉多州博爾德市西南研究所的新視野聯(lián)合研究員兼副項(xiàng)目科學(xué)家凱爾西·辛格（Kelsi Singer）博士說，“有這些巨大寬闊的土丘，然后是這種類似小丘的起伏紋理疊加在上面；甚至在此之上，還有一種更小的巨石質(zhì)地?！毙粮袷沁@項(xiàng)研究的主要作者。 當(dāng)時(shí)，冰火山似乎是對(duì)這些特征最合理的解釋——附近沒有小行星或流星的撞擊坑，這表明這些特征已被相對(duì)較新的地質(zhì)事件所抹去；并且沒有板塊構(gòu)造的證據(jù)——這是地球上形成山脈的關(guān)鍵因素。 然而，辛格和她的同事們對(duì)稱它們?yōu)榛鹕匠种?jǐn)慎態(tài)度。因?yàn)殡m然冥王星有一個(gè)巖石核心，但科學(xué)家們長(zhǎng)期以來一直認(rèn)為這顆行星缺乏大量的內(nèi)部加熱，而這是刺激火山活動(dòng)所必需的。 飛越冥王星的動(dòng)畫 自 2015 年第一批圖像傳回以來，還有更多圖像連同組成和地形數(shù)據(jù)一起到達(dá)。綜合所有這些，研究小組得出結(jié)論，這些不尋常的特征確實(shí)是火山——盡管它們的外觀和行為與地球上發(fā)現(xiàn)的非常不同。 “我們?cè)噲D找到其他方法來解釋它，但我們真的做不到?！毙粮裾f。 辛格博士和她的同事懷疑萊特山和皮卡德山不是兩個(gè)大型低溫火山。相反，它們可能是較小火山圓頂?shù)木劬拥?，通常是在非常黏稠的熔巖緩慢噴發(fā)并形成矮堆時(shí)形成的。似乎有許多這樣的圓頂生長(zhǎng)在同一地區(qū)并被擠壓在一起，形成了兩個(gè)山體。 辛格說：“我們認(rèn)為，物質(zhì)可能是從下方擠出的，而圓頂則長(zhǎng)在頂部?！?/p> 至于這種物質(zhì)的性質(zhì)，成分?jǐn)?shù)據(jù)表明它主要是水冰，但還混入了一些額外的“防凍劑”成分，例如氨或甲醇。 “冰冷的物質(zhì)可能更像是冰和水的泥漿混合物，或者更像是牙膏，它從火山口流出到冥王星表面，”辛格說，“冥王星表面太冷了，液態(tài)水無法長(zhǎng)時(shí)間停留在那里。在某些情況下，物質(zhì)的流動(dòng)形成了我們所看到的巨大圓頂，以及該地區(qū)隨處可見的崎嶇地形?！?/p> 人們從未目睹過冰冷的熔巖噴發(fā)，但可以想象一下：冰冷的熔巖可能會(huì)慢慢地從穹頂?shù)幕鹕娇诨蛄芽p中擠出，形成一種凝膠狀、黏液狀的物質(zhì)——類似于有彈性的橡皮泥，但由一種或多種冷凍化合物制成——并且在低重力、極冷的環(huán)境中很大程度上保持其矮胖的形狀。
萊特山及其周邊地形的特征（來源：Kelsi Singer） 但是這個(gè)冰凍火山群還活著嗎？ 研究小組注意到，該地區(qū)的大部分地區(qū)都覆蓋著不規(guī)則的、起伏的斑塊，主要由水冰構(gòu)成。這個(gè)地形看起來不像冥王星其他地方因侵蝕而形成的扭曲沉積物。那么一個(gè)可能的解釋就是：它是由水冰熔巖流形成的。由于這里沒有隕石坑，因此這些水冰熔巖流是在較近的地質(zhì)年代噴發(fā)出來的。 冰冷的噴發(fā)對(duì)這個(gè)星球來說可能是不常見的，但一些地質(zhì)基礎(chǔ)可能是普遍的：就像地球上的活火山位于部分熔融巖石的儲(chǔ)層之上，冥王星的火山圓頂可能位于部分液態(tài)的水冰儲(chǔ)層之上。但就這顆矮行星而言，這些水冰儲(chǔ)層可能連著一大片海洋。 早期的研究表明冥王星有一個(gè)地下海洋，盡管很難解釋它的存在。 冥王星差不多與地球同時(shí)形成。這么小的星球早就失去了形成時(shí)產(chǎn)生的熱量，而且它的巖石核心中沒有足夠的放射性、釋放熱量的元素，所以在它冰冷的外殼下的任何液體都應(yīng)該被凍結(jié)。各種吸熱假設(shè)目前也無法證明。 包含海洋的冰凍世界并非天方夜譚。木星的衛(wèi)星木衛(wèi)二和圍繞土星運(yùn)行的土衛(wèi)二都有無可爭(zhēng)議的內(nèi)部海洋。但是它們和行星之間的引力相互作用起到了加熱作用，這種情況并不適用于冥王星。 然而，冥王星年輕的冰火山地形為它自己的地下海洋存在提供了支持，同時(shí)也讓科學(xué)家相信：海洋世界在宇宙中司空見慣。盡管科學(xué)家們并不能總是解釋它們的存在是如何可能的。
冥王星冰冷的火山區(qū)的分析圖。對(duì)過去火山過程可能如何運(yùn)作的藝術(shù)解釋以藍(lán)色疊加。（來源：NASA） |
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