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模型解释冥王星大卫星卡戎上的峡谷

纪琪生
导读 2015年,当美国宇航局的新视野号航天器遇到冥王星-卡戎系统时,西南研究所领导的科学团队发现了有趣的地质活动物体,而不是以前设想的惰性

2015年,当美国宇航局的新视野号航天器遇到冥王星-卡戎系统时,西南研究所领导的科学团队发现了有趣的地质活动物体,而不是以前设想的惰性冰球。

一位SwRI科学家重新审视了这些数据,以探索低温火山流的来源和冥王星大卫星卡戎上的明显裂缝带。这些新模型表明,当月球的内部海洋冻结时,它可能已经沿着其周长形成了深而细长的凹陷,但不太可能导致冰,水和其他物质在其北半球爆发冰,水和其他物质的低温火山。

“地质解释和热轨道演化模型的结合意味着卡戎有一个最终冻结的地下液态海洋,”SwRI的Alyssa Rhoden博士说,他是冰冷卫星地球物理学专家,特别是那些包含海洋的卫星,以及巨型行星卫星系统的演化。她撰写了一篇关于卡戎在伊卡洛斯的表面特征来源的新论文。

“当内部海洋结冰时,它会膨胀,在其冰壳中产生巨大的应力,并对下面的水施加压力。我们怀疑这是卡戎大峡谷和冰冻火山流的来源。

在现有冰壳的内层形成新的冰也会对表面结构施加应力。为了更好地了解月球内部和表面的演变,Rhoden模拟了卡戎冰壳在下面的海洋冻结时如何形成裂缝。该团队根据有关构成的问题对水,氨或两者的混合物进行了建模。氨可以起到防冻剂的作用,延长海洋的寿命;然而,结果没有实质性差异。

当裂缝穿透整个冰壳并进入地下海洋时,由于新冻结的冰体积增加而加压的液体可以被推过裂缝喷发到地表。模型试图确定可能产生裂缝的条件,这些裂缝完全穿透Charon的冰壳,将其地表水和地下水连接起来,以允许海洋来源的低温火山活动。然而,根据目前卡戎内部演化的模型,冰壳太厚,无法被与海洋冻结相关的压力完全破裂。

海洋冻结的时间也很重要。冥王星和卡戎的同步和圆形轨道相对较早地稳定下来,因此潮汐加热只发生在最初的一百万年。

“要么卡戎的冰壳在流动发生时厚度不到6英里(10公里),而不是显示的60多英里或100公里,要么表面没有与海洋直接通信作为喷发过程的一部分,”罗登说。“如果卡戎的冰壳足够薄,可以完全破裂,那就意味着海洋冻结量比卡戎遭遇半球上确定的峡谷所显示的要多得多。

冰壳中的裂缝可能是这些峡谷沿着穿越卡戎表面的全球构造山脊带的起始点,将月球的北部和南部地质区域分开。如果在半球上发现了新视野号未成像的其他大型伸展特征,或者成分分析可以证明卡戎的低温火山活动起源于海洋,它将支持其海洋比预期要厚得多的观点。

“海洋冻结还预测了一系列地质活动,其中海洋来源的低温火山活动在应变产生的构造活动之前停止,”罗登说。“对Charon的地质记录进行更详细的分析可能有助于确定这种情况是否可行。