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金星上有太多的火山

对金星火山地貌的最新统计显示,地球最近的行星邻居上拥有惊人的 85,000 多座火山。

作者:Erik Klemetti
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图片来源:Artsiom P/Shutterstock

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地球和金星有时会被视为双胞胎。这两颗行星,距离太阳的远近分别为第二和第三,在大小上非常接近(金星直径 7,521 英里,地球直径 7,918 英里),密度几乎相同(分别为 5.24 克/立方厘米和 5.5 克/立方厘米),并且都由岩石和金属层构成,包括薄薄的地壳、厚厚的地幔和金属核心。

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并非真正的双胞胎

然而,这些大多表面的相似性掩盖了这两个行星在许多方面差异巨大的事实。地球绕太阳公转需要 365 天,自转一次需要 1 个地球日(24 小时)。而金星绕太阳公转需要 243 个地球日,自转一次却需要 225 个地球日。这意味着一个金星年约等于 1.08 个金星日……并且太阳从西边升起。是的,金星的自转方向与地球相反。

Venus Express 图像显示了行星的云层(下半部分)以及云层中的红外辐射(上半部分),这表明行星大气层的高温。资料来源:ESA

ESA

如果这还不够奇怪,那么行星的表面条件更是截然相反。在地球上,我们的平均地表温度是相对宜人的 59°F(15°C),大气层主要由氮气(78%)、氧气(20%)、水(4%)以及约 0.4% 的二氧化碳组成(足以形成一个健康的温室来为我们保暖……也许太温暖了)。

想象一下自己置身于金星表面,你将被烤熟(字面意思),温度高达 900°F(475°C)。你的肺部将充满由 96.5% 的二氧化碳与氮气和二氧化硫混合而成的大气……而且由于金星大气层的厚度,压力是你在地球上感受到的 75 倍。

年轻的表面

金星上关于火山活动证据的普遍性或许是最引人注目的。其表面看起来地质学上很年轻,平均可能只有几亿年的历史。这意味着熔岩很可能抹去了金星过去发生的任何撞击痕迹,并定期重塑地表。

地球是一个火山活动非常活跃的行星,这得益于板块构造,即地球地壳板块相互作用的过程。我们有约 25,000 英里的洋中脊,新的熔岩可以在那里喷发,推动板块移动。地球上约有 1,500 座潜在的活火山,而在过去一千万年里可能活跃的火山构造可能更多达十倍。

火山普查

Hahn 和 Byrne 于 2023 年发表在 JGR Planets 上的金星火山地貌图。资料来源:JGR Planets。

JGR Planets。

由圣路易斯华盛顿大学的 Becca Hahn 和 Paul Byrne 在《地球物理学研究行星杂志》上发表的一项新研究,对金星上直径大于约 3 英里(5 公里)的火山地貌进行了统计,发现令人震惊的 85,000 座!它们似乎混合了大型火山(直径超过 60 英里 / 100 公里)和小火山(3-12 英里 / 5-20 公里),许多小火山聚集在一起。

利用 NASA 的“麦哲伦”号探测器在 20 世纪 90 年代收集的数据,Hahn 和 Byrne 尽可能多地识别了火山地貌以完成这项统计。在这些火山中,有 118 座的直径超过 60 英里(100 公里)——大小与莫纳罗亚火山或黄石火山相当。这些大型火山位于被称为“Beta-Alta-Themis”(或 BAT)的金星赤道附近区域,该区域的地壳比行星其他部分更厚(10.3 英里 / 16.5 公里)。

然而,绝大多数是更小的盾状火山,更接近我们在地球上的奥克兰火山田(新西兰)或贝尔克纳普火山口地区(俄勒冈州中部)发现的火山。许多火山存在于火山田中,每个田中多达 800 座火山,但平均约有 100 座。

金星上一簇火山,由 NASA 的“麦哲伦”号轨道器拍摄。资料来源:NASA。

NASA。

目前,为这些火山提供所需岩浆的最终来源在金星上仍然是推测。很少有探测器穿透行星的云层近距离观察地表。为这些火山提供岩浆的熔岩很可能像我们今天在夏威夷发现的玄武岩一样。这可能意味着岩浆来自金星地幔中的热物质柱。然而,Hahn 和 Byrne 认为,一些位于较厚地壳中的大型火山是由地壳浅层岩浆库供料的,而这些岩浆库又由地幔深处的岩浆供应。

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无论如何,对金星进行更仔细的观察是值得的。自我们能够从地球上观测其大气层以来,我们尚未确认金星上是否发生过任何活跃的喷发。没有持续的近距离监测,我们很可能会错过与火山活动相关的瞬时羽流。这可能会在未来十年到来,届时 NASA 和 ESA 将向金星发送三项新任务,包括 DAVINCI、EnVision 和 VERITAS。也许那时我们就能看到金星是否像其地表上众多的火山所暗示的那样,至今仍然活跃。

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