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一種隱藏的撞擊坑潛伏在金星上未被發現

  • 2024-11-04
  • Scien

在太陽系誕生的早期,事情比現在暴力得多。岩石隨心所欲地飛向各處,撞擊到新形成的行星上,在它們上留下隕石坑,挖出撞擊盆地。

汞,火星, 和月亮都傷痕累累。甚至地球——地質和風化過程迅速侵蝕了大部分證據——也顯示出巨大影響的跡象。

但有件事真的很奇怪金星。

儘管這個地獄般的世界表面保存完好的撞擊坑,但科學家卻找不到隕石坑的證據超過300公里(186 英里)寬,也稱為撞擊盆地。

現在,證據已經出現。它只是看起來不像我們預期的那樣——這可能為我們提供有關太陽系年輕時金星形成和演化的新線索。

這個證據就是一個被稱為「鑲嵌地形」的特徵。金星表面一系列直徑約 1,500 公里的同心圓環。新的分析表明,金星的哈斯特-巴德泰塞拉是兩次巨大撞擊的結果,一次又一次,大約35億年前,這顆行星在薄薄的地殼下仍然是軟軟的、熔化的。

「如果這確實是一個撞擊結構,那麼它將是金星最古老、最大的撞擊結構,讓我們能夠難得一睹金星的過去,並了解早期的行星過程。”地質學家維姬漢森說行星科學研究所。

「也許更重要的是,它向我們表明,並非所有撞擊結構看起來都一樣。撞擊結構是由火流星(成分不明的物體)與目標行星相撞而產生的。火流星的性質很重要,但也很重要目標的性質。

地形的雷達圖像(頂部)和強調同心環的圖表(以黑色繪製)(底部)。 (洛佩茲等人,JGR:行星,2024)

當岩石行星剛形成時,它們的內部比現在溫暖得多,它們熔化的內部在更薄的地殼下佔據了更多的體積。漢森和她的同事進行了建模分析,以研究可能產生哈斯特-巴德泰塞拉的形成過程,並確定雙重撞擊是最可能的情況。

兩個背靠背的撞擊器會直接擊穿金星表面 10 公里薄的地殼,然後濺入下面的熔融地函中。岩漿會冒泡到表面,周圍的表面會皺縮形成同心鑲嵌圖案。

我們知道這個過程可能會發生,因為我們已經在太陽系的其他地方看到過它。在木星木衛四的衛星是一個直徑約 3,800 公里的多環結構。這是瓦爾哈拉,系統中已知最大的多環衝擊結構,以及科學家相信它是當一個巨大的東西撞擊冰冷的月亮時形成的。冰冷的水從下面湧來,填滿了這個洞,撞擊使周圍的地殼變形。

該模型的一個潛在問題是,有時會發現鑲嵌地形位於高原上。 Haaste-Baad 的情況並非如此,但模型需要納入高原設置;如果撞擊不能產生鑲嵌平台,那麼就必須有其他東西造成環形結構。

“這就是有趣的地方,”漢森解釋說。

「當地函中有大量部分熔融物衝到地表時,留下的就是所謂的殘渣。固體殘渣比鄰近的地函堅固得多,後者沒有經歷部分熔融。可能令人驚訝的是,固體殘渣的密度也比周圍的地幔低,所以它更堅固,但它也有浮力,你的熔岩池下面的地幔中基本上有一個氣墊,它會升起併升起那個鑲嵌物。

木衛四上的瓦爾哈拉隕石坑。 (美國太空總署)

如果熔岩保持不動,它會在凸起的位置變硬。如果水流失,地形的海拔就會下降,正如我們在哈斯特巴德看到的那樣。

模型表明,形成地形的撞擊物相當大,寬度約 75 公里。這在太陽系中似乎相當罕見,但並非聞所未聞。地球上的一些地質特徵可能是以同樣的方式形成的,例如堤防群在非洲維多利亞湖。

“誰會想到平坦的低窪鑲嵌地形或大高原是金星上撞擊坑的樣子?”漢森說。

「我們一直在尋找地面上的大洞,但要做到這一點,你需要一個厚的岩石圈,而早期的金星沒有這個。火星有一個厚的岩石圈。月球有一個厚的岩石圈。地球可能有一個厚的岩石圈。

該研究發表在地球物理研究雜誌:行星。

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