科学家调查天王星卫星米兰达的潜在风化层起源

在最近发表在《行星科学杂志》上的一项研究中，由加利福尼亚 SETI 研究所的卡尔萨根中心领导的一对研究人员调查了天王星的卫星米兰达上厚厚的风化层沉积物的潜在来源。这项研究的目的是确定米兰达的内部结构，最显着的是它的内部热量，这可能有助于确定米兰达是否拥有——或曾经拥有——内部海洋。

美国宇航局艾姆斯研究中心的科学家克洛伊贝丁菲尔德博士说：“由于面积小，米兰达不太可能将地下海洋保留到今天。” “然而，厚厚的风化层会像绝缘毯一样，将热量困在米兰达内部，并在一段时间内延长地下海洋的寿命。这种被困的热量也会促进米兰达更长时间的内生活动，例如形成一个或多个米兰达日冕或全球裂谷系统的地质活动。”

风化层被定义为“位于基岩层之上的松散未固结的岩石和灰尘区域”，月球和火星上的表面物质通常被称为风化层，而不是像地球一样的土壤。不同之处在于，土壤为植物生长提供必要的养分和矿物质，而风化层可被视为死土。

在这项研究中，研究人员分析了陨石坑，特别是“静音”陨石坑，以确定米兰达表面风化层的厚度。这些分析包括测量陨石坑深度直径比、陨石坑大小频率分布——也称为“陨石坑计数”，以及特定陨石坑阿隆索陨石坑内的中央丘。该研究的发现确定了米兰达厚风化层的三个潜在来源，包括巨大的撞击喷出物、羽流沉积物和天王星本身的环状沉积物。研究人员表示，由于米兰达的蓝色及其风化层的大空间范围和大厚度，他们支持环状沉积假说。

“如果来自天王星环的物质是米兰达风化层的主要来源，那么这可能表明米兰达是由环物质形成的和/或米兰达在其早期历史中通过环迁移，”贝丁菲尔德博士说。“在这些情况下，天王星的光环在过去可能更厚。但是，未来的建模工作需要进一步研究这些可能性。”

1948 年 2 月 16 日，杰拉德·P·柯伊伯 (Gerard P. Kuiper) 在得克萨斯州西部的麦克唐纳天文台首次发现了米兰达，直到 1986 年美国宇航局的航海者 2 号宇宙飞船才造访过它。这次近距离接触揭示了一个充满陨石坑的混乱而有趣的世界，山谷和裂缝横跨其表面，直到今天，科学家们仍在争论这颗小卫星有趣特征背后的过程。一种这样的特征被称为“日冕”，这是科学家假设由构造活动形成的大变形。那么，这项研究如何帮助我们更好地了解米兰达的整体表面外观呢?

“由于米兰达厚厚的绝缘风化层会减少热量损失并可能增强地质活动，因此风化层可能有助于支持日冕的形成，”贝丁菲尔德博士说。“日冕被认为是由打破米兰达表面的上升底辟形成的。也许当这些底辟沿着岩石圈中预先存在的薄弱区域形成时，日冕继承了它们的多边形形状，这些薄弱区域是由构成全球裂谷系统的预先存在的断层形成的. 虽然米兰达风化层的存在并没有告诉我们很多关于日冕形成的具体过程，但它确实让我们了解了事件的相对时间，并表明地质活动可能发生在很长一段时间内。

该论文强调，需要进行后续研究，以更好地了解米兰达厚厚的风化层除了天王星环沉积之外的潜在可能性。

“米兰达的风化层可以用环物质积累以外的过程来解释，包括过去羽流活动引起的物质沉积或巨大撞击产生的喷射物沉积，”贝丁菲尔德博士解释说。

“我们在土星的卫星土卫二上看到了厚羽流沉积物的证据，它表现出持续的羽流活动。或者，如果在米兰达的早期历史中发生了一个或多个巨大的撞击事件，那么由此产生的喷射物可能形成了在米兰达观察到的风化层。虽然我们支持环形材料沉积情景，这两种其他情景当然是可行的，值得在未来的工作中进行调查。”

目前，航海者 2 号仍然是唯一访问过天王星及其众多卫星的航天器，并且没有计划在太阳系如此遥远的地方进行重访。

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