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新研究发现,冥王星的火山可能喷出液态水
2019-06-03    阅读量:30485    新闻来源:互联网     |  投稿

冥王星的火山似乎喷出了富含氨的水喷泉进入太空,暗示了冥王星地下海的复杂(很可能是有机的)化学反应。


加州Moffett Field的美国宇航局艾姆斯研究中心的行星科学家Dale Cruikshank说:“这对我们所有人来说都是一个关于冥王星的巨大惊喜。这意味着在太阳系的这一部分有很多惊喜等待发现“stylechina.com


在新地平线任务之前,我们对冥王星的理解非常有限。行星太空探测器由小行星发动,提供前所未有的冥王星表面及其卫星表面,显示整个行星系统比先前预期的要复杂得多。这引发了人们对研究冥王星的兴趣再次兴起 - 新视野的数据不断涌现。


现在,使用New Horizons太空船获得的光谱图像的新分析表明冥王星表面存在氨。这些光谱数据(基本上不同波长的光)可以揭示不同物质的化学特征。Cruikshank和他的同事们对这些图像进行了分析,发现水冰基岩顶部有各种各样的冰 - 冥王星的表面温度约为零下390华氏度(零下270摄氏度),这足以让冰水形成山脉。这不是令人惊讶的水 - 研究人员怀疑冥王星的密集核心被一层水冰覆盖了一段时间,而且他们也知道冥王星的表面有大量的水冰。


相反,它是令人惊讶的氨。


氨在冥王星之类的身体表面上长时间无法存活。如果没有保护环境的气氛,氨在相当容易的情况下会被破坏,多达40万年(在行星规模上,眨眼之间)。所以氨的存在表明冥王星有一个年轻或更新的表面。


“如果你发现它,它表明它最近被放在那里,”Cruikshank说。“就我在地质学中所看到的而言,[最近的]确实没有限制。”


Virgil Fossae的一部分。箭头指向地形特征,其通过在窝主通道内的冷冻火山事件中喷射的材料明显地覆盖而形成静音。下面显示了与水冰分布相同的区域:较深的蓝色阴影表示浓度较高。令人惊叹的是,我们可以在冥王星上看到如此细节的特征。图片来源:美国宇航局,约翰霍普金斯大学,西南研究所。


这不是唯一的可能性。氨也可以以更耐用的化学形式存在,例如水合或氨化盐,它们更有弹性。然而,新发现的氨特征的位置也很有趣:它似乎聚集在一个名为Virgil Fossae的地质特征周围 - 基本上是一个大沟类特征,可能是与冰火山作用相关的裂缝(也称为冷冻火山作用)。


研究人员写道,氨也是一种极好的防冻剂。氨的含量足以使水的冰点降低100摄氏度。如果冥王星的地下地幔海洋中含有氨,这将有助于解释尽管处于低温区域,水仍然保持液态。最近的一项研究也为冥王星的液态水提供了更多的信息,这表明它是由一层薄薄的气体保存在原地。


观察结果显示另一个惊喜:Cruikshank团队认为红色材料代表复杂的有机材料。这与氨分子的存在一致,可能表明冥王星的海洋也有有机分子。这一点尚未得到证实,即使是这种情况,也不意味着冥王星可以生存 - 它只是表明生命的化学前体即使在这些荒凉的地方也能出现。


红色水冰的分布,表现出Virgil Fossae和周围地区氨的光谱特征。

(B)是说明Virgil Fossa独特鲜红色的图像,而(C)是水冰和氨的地理分布。图片来源:美国宇航局,约翰霍普金斯大学,西南研究所。

然而,不是每个人都相信。


位于马里兰州格林贝尔特的美国宇航局戈达德太空飞行中心的天体生物学家马克·奈芙(Marc Neveu)表示,这些图像的质量不足以得出明确的结论。而且,如果没有直接的化学分析,很难评估冥王星表面的确切化学成分。


此外,目前还没有迹象表明这是一次单一的喷发还是一种常规现象。氨化冰从裂缝扩散到200公里,但这可能是由一次单一的喷发产生的。如果是这种情况,火山喷发的速度将超过每秒300米(1080公里/小时),水面会在半空中下降,然后在维吉尔福萨斯周围坠落。


无论如何,Virgil Fossae复合体是构造系统的一部分,似乎包括某种形式的冷冻机构。研究人员为支持这一想法提供了一个很好的理由,这表明这些火山爆发还会将冥王星的地幔中的氨气带到水面。虽然案件还没有解决,但这又是冥王星地质学真正有趣的另一个迹象。


期刊参考:CM Dalle Ore  等。 在地质上最近的构造作用区域检测冥王星表面的氨。 科学进步。发布于2019年5月29日.doi:10.1126 / sciadv.aav5731。


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