谷神星一次夺去了冰火山的生命

亚利桑那大学领导的一项新研究表明，在这颗矮行星谷神星45亿年的生命中，每年冰火山产生的物质平均足以填满一个电影院。由UA行星科学家Michael Sori领导的这项研究，标志着首次通过观测计算出了低温火山活动的速率，发现有助于解开谷神星失踪山脉的谜团。2015年美国宇航局的“黎明”号宇宙飞船发现了这座3英里高的冰火山。从地质学角度看，这座山仍然很年轻，最多有2亿年的历史，这意味着，尽管它不再喷发，但在最近的过去它还是很活跃。

博科园-科学科普：阿胡纳·蒙斯的青春和孤独是一个谜，谷神星似乎不太可能休眠了很久，然后突然在一个地方爆发。但是，如果其他的冰火山在很久以前就从谷神星表面喷发出来，那么现在这些火山在哪里呢？为什么阿胡纳·蒙斯如此孤独？Sori和合作者，包括UA的同事Ali Bramson和行星科学教授Shane Byrne，试图回答这些问题。在去年发表的一篇论文中，推测随着时间的推移，矮行星上古老火山的证据已经被一种被称为“粘性松弛”的自然过程所抹杀。

谷神星，图片：美国宇航局/喷气推进实验室

粘稠的物质，如蜂蜜或油灰，开始时可能是一团厚厚的东西，但随着时间的推移，这些东西的重量会使它慢慢渗到更平坦的地方。在正常温度和时间尺度下，岩石无法做到这一点，但冰却做到了。由于谷神星是由岩石和冰组成的，所以Sori采用了类似于地球上冰川运动的理论，即矮行星上的岩层在自身重量下流动和移动。岩层的组成和温度会影响它们放松到周围景观的速度。形成的冰越多，流动越快;温度越低，流动越慢。尽管谷神星的温度从未超过零下30华氏度，但其表面的温度却在不断变化。

谷神星的两极非常冷，如果从一座冰山开始，它是不会松软的，但赤道地区足够暖和，一座冰山可能会在地质时间尺度上松软。计算机模拟表明，Sori的理论是可行的。在谷神星两极的冷冻火山模型保持着永久的冰冻状态。在这颗矮行星的其他纬度上，模型火山开始时是又高又陡，但随着时间的流逝，它们变得越来越短，越来越宽，越来越圆。为了证明计算机模拟在现实中已经实现，Sori仔细研究了“黎明”号宇宙飞船的地形观测，发现了与模型相匹配的地形。“黎明”号宇宙飞船自2015年开始绕谷神星轨道运行。

在这100万平方英里的谷神星表面，Sori和他的团队发现了22座山，包括阿胡纳蒙斯山，这些山看起来和模拟的预测完全一样。虽然它很古老，也被撞击过，但是极地山，被称为亚莫尔蒙斯山，和阿胡纳蒙斯有着相同的整体形状。它比它的高宽5倍，因此宽高比为0.2。谷神星上其他地方发现的山脉有较低的纵横比，正如模型预测的那样:它们比它们的高要宽得多。通过将真实的山脉与模型山相匹配，Sori能够确定其中许多山脉的年龄。火山的体积是通过研究其地形来估计的，通过结合年龄和体积，Sori的团队能够计算出谷神星上的低温火山形成的速度。

发现每5000万年就会有一座火山形成，这意味着每年平均有超过13000立方码的低温火山物质——足够填满一个电影院或4个奥运会大小的游泳池。这比我们在地球上看到的火山活动要少得多。在地球上，岩石火山在一年内会产生超过10亿立方码的物质。谷神星上的火山喷发除了生产力较低之外，比地球上的火山喷发要温和得多。与火山爆发不同的是，低温火山创造出了类似于熔岩穹丘的冰状物质：低温岩浆，一种由岩石、冰和其他挥发物(如氨)组成的含盐混合物——从火山中渗出并在表面冻结。谷神星上大多数曾经强大的低温火山很可能就是这样形成的，然后就消失了。

谷神星上低温火山爆发的原因仍然是一个谜，但未来的研究可能会找到答案，因为随着探测器飞过，在太阳系的其他天体上也发现了冰火山的迹象。谷神星是第一个在轨道上运行的低温火山体，但是木卫二和土卫二，木星和土星的卫星，很可能是低温火山作用的候选，冥王星和它的卫星卡戎。木卫二之所以特别有趣，是因为它被认为有液态海洋被困在厚厚的冰壳下面，一些科学家认为这些冰壳上布满了冰火山。木卫二和谷神星之间可能有相似之处，但我们需要在确定之前将下一个任务发送到那里。当科学家们探索太阳系中其他潜在的低温火山星体时，看看谷神星是如何比较的将会很有趣，其研究发表在《自然天文学》上。

博科园-科学科普｜参考期刊文献 :《自然天文学》（Nature Astronomy）｜研究/来自：亚利桑那大学，DOI：10.1038 / s41550-018-0574-1

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