金星可能仍在喷出熔岩,科学家们正在努力证明这一点

金星可能仍在喷出熔岩,科学家们正在努力证明这一点

金星是一座灼热的地狱。它的表面温度足以熔化铅。它的表面压力是地球海平面压力的 75 倍,足以压碎最坚硬的金属物体。硫酸雨从金星大气中的有毒云层中降下,甚至遮蔽了天空的一点点光亮。

在典型的地狱景象中,你本应看到熔岩——但如今的金星似乎缺少这种元素。天文学家确信我们的孪生星球过去曾有过火山活动,但他们从未就火山是否仍会喷发并重塑金星表面(就像它们重塑地球表面一样)达成一致。

现在,两位行星科学家可能已经发现了金星活火山隐藏在 30 年前 NASA 麦哲伦号航天器的雷达扫描中的第一个证据。阿拉斯加大学费尔班克斯分校的罗伯特·赫里克和 NASA 喷气推进实验室的斯科特·亨斯利在《科学》杂志上发表了他们的突破性成果 3 月 15 日。新的分析结果让行星科学家们兴奋不已,其中许多人现在都在等待未来的火山搜寻任务。

马萨诸塞州曼荷莲学院的天文学家达比·戴尔 (Darby Dyar) 表示:“这项研究是有史以来首次报道的有关另一颗行星上存在活跃火山活动的证据”,但他并不是该论文的作者。

浓密的金星云层会遮掩轨道上的航天器的任何火山活动。经过特殊打磨的仪器当然可以深入云层下方,但金星反复无常的天气往往会使探测器的寿命过短,无法充分探索地面。在 20 世纪 60 年代、70 年代和 80 年代的苏联金星着陆器中,没有一个存活时间超过两个小时。

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麦哲伦号改变了这一现状。麦哲伦号于 1989 年发射,配备了当时最先进的雷达,绘制了金星大部分地区的地图,分辨率达到城市街区的水平。在探测器的图表中,科学家发现了巨型火山、过去的熔岩流和熔岩形成的穹顶的证据——但没有活火山活动的确凿证据(或冒烟的火山口)。

在美国宇航局将其撞入金星大气层之前,麦哲伦号曾在 1990 年至 1993 年间三次探测金星,每次探测的地块都不同。在此过程中,该探测器对金星约 40% 的区域进行了多次扫描。如果金星地形在两次探测之间的几个月内发生了变化,今天的科学家可能会通过比较不同的雷达图像并发现差异来发现它。

但 20 世纪 90 年代初期的研究人员并不像今天的同行那样拥有先进的软件和图像分析工具。如果他们当时想比较麦哲伦的地图,他们必须手动操作,用肉眼比较打印件。因此,赫里克和亨斯利使用更先进的计算机重新审视了麦哲伦的数据。他们发现,除了模糊之外,探测器还经常从不同角度扫描同一特征,因此很难区分阴影等实际变化。

亨斯利说:“为了探测到表面的变化,我们需要一个相当大的事件,这个事件会扰动大约一平方公里以上的区域。”

最终,赫里克和亨斯利找到了确凿的证据:在之前已知的马特山上,有一个宽度超过一英里的火山口。从 1991 年 2 月拍摄的麦哲伦雷达图像到大约八个月后拍摄的另一张图像,这个火山口似乎已经变形,熔岩从附近的山坡上渗出。

为了再次核实,赫里克和亨斯利根据麦哲伦发现的特征形状构建了火山口的模拟。他们的结果与麦哲伦看到的一致:一座潜在的火山正在向金星表面喷出熔岩。

还有其他证据支持他们的激进研究结果。2012 年,欧空局的金星快车任务发现该行星大气中的二氧化硫含量激增,一些科学家将其归因于火山喷发。2020 年,地质学家确定了 37 个地点,金星地幔的岩浆柱可能仍会接触其表面。但迄今为止,这些证据都是间接的,天文学家从未真正在“晨星”上看到过火山活动。

幸运的是,对于金星爱好者来说,可能很快就会有大量新数据可供利用。VERITAS 太空探测器是美国宇航局继麦哲伦号之后的又一太空探测器,原定于 2028 年发射,但由于资金问题,现在被推迟到 2030 年代初。当它最终到达金星时,火山将成为其观光景点的首选。

“我们将用两种不同的方式寻找[火山],”Dyar 说,他也是 VERITAS 的副首席研究员。该航天器将进行多次飞行,以再次绘制整个金星表面的地图,其雷达的分辨率是麦哲伦仪器的 100 倍(例如从城市街区放大到单个建筑物)。如果地球上有火山喷发,VERITAS 可能会帮助科学家发现它们在地貌上留下的变化。

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此外,VERITAS 还将对金星大气进行探测,寻找火山喷发时喷出的液体,科学家称之为挥发物。例如,水蒸气就是最突出的火山挥发物之一。2020 年引发有关金星生命传闻的磷化氢也属于这一类分子。(事实上,一些专家试图通过火山来解释它们的存在)。

VERITAS 并不是未来十年内唯一一个抵达地球这个“地狱双胞胎”的探测器。欧洲航天局的 EnVision 探测器计划于 2031 年发射,它将像 VERITAS 一样绘制地球地图,但分辨率更高。

VERITAS 和 EnVision“在执行任务期间将拥有更强大的能力,能够以各种方式观察随时间的变化,”赫里克说,他也参与了这两项任务。这两颗卫星不仅将为科学家提供多张高分辨率扫描图以供相互比较,而且其结果还可以与麦哲伦的古地图相印证,而当它们到达时,麦哲伦的古地图已经是 40 年前的了。

“当我们获得高分辨率图像时,”戴尔说道,“我认为我们会发现金星各地都有活火山活动。”

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