冥王星漂浮的山峦之谜

[ 录入者:Melipal | 时间:2016-03-14 18:05:03 | 作者:Melipal 译 | 来源:Sky & Telescope | 浏览:1729次 ]

原文标题:The Mystery of Pluto’s Floating Hills

作者:Kelly Beatty   原文来自:SkyandTelescope.com   Posted: 2016. 2. 15

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,未经许可请勿转载。)

冥王星在地质学上的诸多古怪之处包括一裙裙漂浮在冻结“海洋”(成分以氮冰为主)上的山峦。这些滑动的山丘可能蕴藏着平原深度与演化的线索。

在新视野号于2015年7月14日完成历史性的冥王星飞掠的数天之内,任务科学家公布了探测器拍摄的快照,图中展示了高度出乎意料的高山,它们将一片辽阔且极其平坦的平原部分环绕了起来。这片平原的非正式名称是人造地球卫星平原高地(Sputnik Planum),其成分以冻结的氮冰为主(还存在一些冻结的一氧化碳),而周围环绕的山地主要由冻结的水冰组成。

在冥王星上,人造地球卫星平原高地是一处迷人的辽阔区域。它的面积与哈得孙湾(Hudson Bay)相当,其上交织着浅浅的结构,将这里雕琢成了天然的多边形结构。而且这里在缓慢运动着,向外推挤着边缘区域,就好像地球上的冰川沿山坡向下缓慢而不可阻挡的运动一样。

冥王星的特写照片,大致覆盖了500乘340千米的区域,图中展示了无数孤立的山峦,分布在一处名叫人造地球卫星平原高地的平原之内,它们可能是来自周围高地的水冰碎块。(图片提供:NASA / JHU-APL / SWRI)

但是最近,新视野小组公布了一张人造地球卫星平原高地的图像,揭示出了一些非常奇怪且可能暴露很多线索的新东西:成群的山峦凸起在平原的表面上。这些山峰宽度最大可达数千米,看上去是沿浮冰隆起的,并集中出现在多边形地块交界的地方。新视野小组认为,这些神秘的山峦可能是水冰碎块,它们来自部分环绕着人造地球卫星平原高地的高原区域。

重要的是,这些水冰“岛屿”看上去与地球上海洋中漂浮的冰山类似——而且与冰山一样,它们可能提供了人造地球卫星平原高地冻结氮冰“海洋”深度的线索。因此这里深度几许?让我们开始数学计算吧!

冥王星上这些山峦簇群和山链看上去是“漂浮”在高密度“海洋”(成分以冻结氮冰为主)上的水冰块,氮冰的密度大于水冰。(图片提供:NASA / JHU-APL / SWRI)

假设这些山峰确实是在地质学家称为等压平衡状态下漂浮着的,那么每座山峰在地表之下的质量占总质量的比例就与其密度与周边密度的相对值成比例。温度极低的纯净水冰密度是每立方厘米0.934克,而冻结氮冰的密度是每立方厘米1.027克。现在要指出的一些警告是,水冰可能是由某种冻结的咸水构成,而氮冰可能也并不纯净。不过我承认这只是在信封背面进行的简单估算而已,而这些都只是其中二阶的细节。

这两个数值的比例,也就是0.934/1.027,等于0.91。因此漂浮山峰大约91%的质量(因此也是体积)位于人造地球卫星平原高地的地表之下。如果每座山峰呈完美的立方体,那么其91%的高度也应该隐藏在地表以下。如果山峰的高度是100米(这是我自己的猜测——NASA的新闻报道并未提及此事),那么它们的根部应该至少向下延伸1千米。

但是这些山峰并不是完全的固态冰体。来自NASA艾姆斯(Ames)研究中心的杰夫·穆尔(Jeff Moore)解释说:“如果你考虑孔隙占据了合理的15%的话,那么冰块所受的浮力就更强。”哪怕如此,他继续说道:“我们猜测,人造地球卫星平原高地的沉积氮层深度有数千米,在某些区域可能达到了10千米量级。”

水冰是冥王星地壳的“基岩”,而这张假彩色图片展示了冥王星表面上水冰光谱特征富集的区域。点击这里可以查看该地图的全面解释以及它的绘制方法。(图片提供:NASA / JHU-APL / SWRI)

有趣的是,其中一座大型山群(绰号是挑战者号山群,Challenger Colles,以纪念1986年失事的挑战者号航天飞机)长60千米,宽35千米。这处山群并不是位于人造地球卫星平原高地的中部,而是位于其东侧边缘附近,靠近汤博区(Tombaugh Regio,也是非正式名称)中部的高原区域。因此也许在氮冰层过浅的地方,这些山峰“搁浅”了。

冥王星具有如此多的地质现象,而且还是进行中的地质现象,这是非常吸引人的。所有这些活动可能并不会促进将冥王星重新分类为“大行星”的提议,不过确实让建造并发射新视野号的(曲折)决定显得非常牢固可靠。

(全文完)

Tags:冥王星 山峰

责任编辑:Melipal

本周热点

在新窗口打开 实际大小 关闭 鼠标滚轮缩放图片

loading.