金星,我们在太阳系中离我们最近的行星邻居,长期以来一直笼罩在神秘的云层中——字面意义上的。这颗行星被浓密、厚重的二氧化碳大气所笼罩,阻碍了我们直接观测其表面的视线。
然而,最近,行星科学家们对金星的地理情况有了新发现,这些发现表明这颗行星的表面至少有 85,000 座火山(可能还有更多小型火山)。这项研究让我们更接近于理解这颗行星的演化和地质构造。
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Magellan Orbiter
20 世纪 90 年代,NASA 发射了 Magellan Orbiter,试图拍摄金星表面的图像。迄今为止,该任务仍然是最成功的任务之一:在坠入金星大气层之前,该轨道器能够穿透不透明的云层,并利用合成孔径雷达 (SAR) 对表面进行成像。
“Magellan 雷达的工作原理是向金星表面发射能量脉冲(在此情况下为微波能量),”研究生 Becca Hahn 说,“然后接收回声或反射脉冲,这基本上创建了表面的雷达‘图像’。”
Hahn 是先前提到的研究的合著者,该研究详细分析了 Magellan Orbiter 的表面数据。她和她的同事,来自华盛顿大学的 Paul Bryne,使用先进的绘图软件梳理了 Magellan 在 30 多年前从金星表面收集的数据。
“Magellan 合成孔径雷达数据的分辨率相当粗糙,我们很可能错过了许多小于分辨率限制的小型火山,”Hahn 说。“未来计划的金星任务,例如 NASA 的 Veritas 和(欧洲空间局的)EnVision,将收集更高分辨率的行星雷达图像,以便我们能够识别出更小的火山。”
绘制金星地图
行星科学家们最早意识到金星上存在大量火山活动是在 90 年代 Magellan 数据公开之后。
当时,科学家们不得不手工勾勒火山足迹,这是一项极其乏味且耗时的任务。但新的软件为科学家们提供了更详细的图像,显示了火山活动在塑造金星表面方面所起的作用。
Hahn 解释说,了解火山的大小、形状和分布可以为我们了解地表下方可能发生的情况提供线索。例如,如果研究人员识别出一簇小型火山而没有附近的大型火山,这可能表明岩浆供应速率相对较低,能够供应许多小型火山——但无法供应一个大型火山。
此外,尽管目前普遍认为金星没有类似地球的板块构造,但 Magellan 提供的数据显示了遍布行星的褶皱、断层、裂谷和山脉等构造。
“有一些近期研究(由 Byrne 进行)表明金星可能存在‘块体构造’,即地壳块体像碎裂的浮冰一样相互挤压,”Hahn 说。“同样,未来的任务将帮助我们更好地理解这些过程。”
金星上的活跃火山
最近,Magellan 数据还被用于识别一座似乎正在活动的火山。通过寻找轨道器多次经过的区域地貌的变化,研究人员能够确定金星确实可能仍然在地质上活跃。
Hahn 表示,想到这颗行星表面可能还有许多活跃的火山,而且她和 Byrne 可能已经在他们最近的数据集中识别出了它们,这令人兴奋。
“我希望这颗行星上有更多的活跃火山,”她说,“但目前,我们不知道还有多少是活跃的。”只有未来的研究才能揭晓。
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