水星表面发现岩石,水星表面陨坑中有冰水

文章作者:hs | 2015-09-15
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水星是八大行星中的一员,同时也是最小的行星,由于位置特殊,要想发射一颗探测器进入水星轨道技术难度极高,直到2004年8月份美国宇航局发射了“信使”号水星探测器,它执行了一系列复杂的轨道机动,并于2011年3月18日成功点火制动,进入水星轨道。而现在,就在其主科学任务期开始后还不到一年,信使号开始有了重大发现。科学家们注意到,水星曾拥有远比我们之前想象的更加动荡活跃的过去。

水星上表面发现岩石?

通过对水星表面进行分析,科学家们现在已经可以大致重现水星在过去数十亿年间的地质历史。日前,借助对水星地表岩石化学成分的分析,美国麻省理工学院的科学家们提出,水星表面在45亿年前这颗行星形成之后不久可能曾经拥有一个巨大的岩浆洋。

对此,科学家在实验室中创建了两类岩石,模拟高温高压环境下的地质演化过程,通过实验科学家设想水星上曾经出现巨大的岩浆海洋,在这种环境下可演化出两种截然不同的岩石,通过结晶、凝固最后重新由熔岩喷发机制存在于水星表面。根据麻省理工学院地质学教授蒂莫西·格罗夫介绍:“水星上发生的事件其实是非常惊人的,地壳的年龄很可能超过了40亿岁,因此这些岩浆海洋应该存在于非常古老的过去。”

信使号探测器进入水星轨道时正处于强烈的太阳耀斑活跃期,作为太阳系内侧轨道上距离太阳最近的行星,水星受到太阳光和辐射的“烘烤”,其表面的岩石反射出强烈的光谱信号,科学家通过X射线光谱仪就可以确定水星表面物质的化学成分。

在信使号围绕水星轨道运行期间,其搭载的X射线光谱仪对水星地表物质发出的X射线辐射进行了测量。2011年9月,信使号科学团队在这些波谱中识别出一些峰,每一个波峰都代表一种岩石化学成分元素。通过这些数据,科学家们识别出水星地表两种主要的岩石类型。

针对水星上岩石出现的不同化学组分,格罗夫认为可在实验室中模拟二氧化硅、氧化镁以及三氧化二铝的比例,再将其熔化结晶,探索该过程中可能出现的情况。实验结果显示,两种成分可能来自同一地区,指向了一个巨大的岩浆海洋。此外,本项研究还暗示了水星存在一个极为混乱的早期演化过程,其中包括大块天体的撞击。

在对样品进行冷却之后研究组选取了其中微小的晶体颗粒以及熔化的基质样品进行了分析。起先研究人员们试图寻找那两种岩石成分类型可能相关的方面,如或许这两种岩石成分原本便是来自同一处的,这是由于其中一种成分结晶的速度更快而另一种结晶的速度较慢引起了成分的分异。

格罗夫小组的发现是:这两种岩石成分的差异实在太大,难以用同源理论来解释。相反它们很可能来源于水星上两个完全不同的区域。为对这一现象最简单的解释便是:一个巨大的岩浆洋,随着时间的推移,这个岩浆洋逐渐冷却并形成不同成分的结晶。在冷却之后这个岩浆洋后来又再次发生了熔融,并将大量熔浆以大规模火山爆发的形式抛射至水星地表。拉里·尼特勒是华盛顿卡内基学院地磁研究部的一名科学家,正是他最早领衔一个研究组从信使号的数据中识别出了两种不同的岩石类型。他表示麻省理工学院的实验结果揭示了一个非常可能的水星早期演化历史。

水星地表发现陨坑与水冰

除了在水星表面发现岩石之外,还发现了陨坑和冰水,尽管水星地表温度很高,但在水星极区的一些陨坑内却存在着水冰。还不止于此。水星极区陨坑内的水冰沉积物在一些区域还被某种神秘的暗色物质覆盖。这种物质的温度似乎比水冰稍高一些,厚度约20~30厘米,并且比水星上的任何其他物质都更黑。或许这是某种有机物。但这并不意味着与生命有关系——水星的环境条件对于生命而言太过严酷了,这些很可能只是某种含碳的化学物质而已。

许多距离太阳较远的天体,如彗星和一些富含水冰成分的小行星上都含有有机物。这些小天体中可能会有一部分撞击了水星并将其携带的有机物带到了水星上。所罗门表示:“如果这一理论正确,那么也就是说这些物质是由曾经将水冰物质带到地球上来的同一批小天体通过撞击作用带到水星上去的。”

随着人们对水星的了解越来越深,水星上的奥秘也渐渐被人们揭晓,水星上不止存在岩石,还有不少的陨坑和冰水等等物质,水星对于我们也不再那么神秘,那么遥不可及,相信在不久的将来,水星将带给我们更多的惊喜。

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