谷神星典型的陆地行星构造特征,表面的皱纹是萎缩后的产物?

谷神星(Ceres)作为太阳系内部唯一的一颗行星,即使在已知矮行星中它是最小的,但在火星和木星之间的小行星带中,它却是其中最大的物体,宽度约为940公里。呈现出扁球体的形态,在赤道周围都有旋转凸起,有混合了冰和岩石的奇怪混乱区域,这些特征都让它与小行星带中的其他岩石表现得有所不同。并且,这个离地球最近的矮行星谷神星,还可能会在收缩时起皱,表现出了一些甚至和火星类似的行为。

谷神星典型的陆地行星构造特征

科学家表示,在一颗不是地球行星的矮行星中,能够找到一类典型的陆地行星构造特征,本身就是一件特别令人惊讶的事儿。黎明太空船在谷神星表面上方约385公里的轨道上运行,研究人员将其在2015年和2016年拍摄的图形进行了分析。并且,可能还发现了谷神星上上的逆冲断层。然后,得出谷神星上的15个可能逆冲断层和山脊、裂缝,以及斜坡有关。小行星随着时间的推移正在逐渐缩小,不像大小相当的冰体,这些断层和水星、火星萎缩有关的特征,表现出了很大的相似之处。

当矮行星的内部在冷却,分离成不同层的时候,谷神星发生了缩小的变化,这样的特征和地球内部随时间的推移分成核心、地幔和地壳层有点相像。在谷神星刚刚诞生之时,很可能是岩石和冰的多孔混合物,而后,其泥泞的身体被分为几层,那些空的毛孔被填满,然后导致了它的收缩。虽然,这样的调查结果,可能只是因为照明让这些特征变得更容易被观察到,但在靠近谷神星两极的古代地形中,这些新发现的特征比赤道上更加丰富。对谷神星断裂层的分析,可能提供了关于地壳性质、岩石和冰的比例与性质相关的有价值信息,也提高人类对谷神星演化的理解。

谷神星表面的皱纹是否是萎缩的产物

像木星的卫星Europa和Ganymede,都会比谷神星略大一些,在它们表面也有裂缝和其他特征,在科学家们之前的研究中,已经证明它们都是冷却之后所导致的结果。为什么冰漂浮在水面上,因为液态水比冰更密集。欧罗巴和木卫三随着时间的推移而冷却,由此所产生的冰,扩大了它们的内部,从而导致了它们的表面破裂。其实,在火星和水星这样的岩石世界里,它们的表面也都存在皱纹,并且,也都通过研究表面这样的现象是萎缩的产物。

当火星和水星冷却,以及它们的岩石凝固的时候,由于固体岩石会比熔岩更加密集,所以它们发生了收缩,表面的裂缝将那些较老的岩石,推到了相对更年强的岩石上方,便产生了与逆冲断层类似的特征。谷神星上有很多冷冻火山,但它们已经变形,科学家们估计,水可能占矮星行星的四分之一,尽管水会隐藏在水面之下。谷神星上富含氨的粘土,在外太阳系中更常见,这种物质本来可以通过彗星传递给谷神星,或者它的存在可能表明,矮行星在外太阳系中形成。这些发现都揭示了谷神星,是一个丰富且不断变化的世界。

拥有数百万年近地表水的谷神星

NASA的Dawn太空船在其第二次延伸任务期间,从海拔低至约34公里(21英里)的区域获得了被称为Cerealia Facula亮点的马赛克图像,并确定了这些亮点来源是咸水流入太空时留下的盐。科学家们通过研究表明,近年来谷神星的某些部分在近地表水中拥有数百万年的时间,而且,这种升华最近发生在400万年前。那时也是Occator最年轻的明显年龄。这种水可能是从地下冰开始的,在大约2000万年前,这种冰由于受到产生Occator的强烈热量影响而融化。一旦发生液化,其中一些便会通过裂缝冒泡到表面并丢失。

该探测器从2015年3月到2018年10月,当探测器耗尽燃料时,研究了从轨道开始的矮行星。 行星科学家Julie Castillo-Rogez 表示,“冰冻”可以在Occator的近地下保持液体的时间仅40万年左右,是很难让液体保持在接近水面位置的。但这项新研究,至少提供了部分答案。科学家们通过建模工作表明,Occator的近地下含有绝缘材料,而这个发现表明,这可能使“cryomagma”液体保持约1000万年。这将有助于将来查看所观察到的所有材料沉积物,能够通过其影响来解释,又或是这是否需要连接到更深层的材料,这也是我们向这个问题的正确答案迈出了一大步。

最小和最近的矮行星谷神星

虽然谷神星表面的大部分都呈现出暗灰色的样子,但通过它的光谱观察显示,存在一种被称为石墨化碳的石墨。并且,与其表面一贯的和“新浇的沥青”一样具有反射性,但是,斑点的亮度却像漂浮在地球海洋上的冰一般。在谷神星上发现的不同亮度的相似斑点,数量达到了130个,当黎明靠近巨大的小行星时,其表面上的亮点会变得更加清晰。而这些明亮区域中的大多数,又都和陨石坑有关,它们的形成可能与撞击有关,这些发现和矮行星形成的理解有关。

科学家们通过矮行星自己的体积绘制了其重力场,并结合对冰面的观察,观测结果显示地壳中又海洋的痕迹,有一层泥质地幔在其表面下方。虽然谷神星看起来很干燥,但在过去它可能有一个海洋,而且,其重量的四分之一左右可能都是是水。水冰就像是矮行星的外衣,而尘土飞扬的地壳被则是由岩石,岩石内部核心位于中心。当阳光加热外层时,冰可以通过升华从固体转变为气体,但并不是所有的水都隐藏在水面之下。在24500年的过程中,谷神星相对于其轨道的倾斜角度,从2度变为大约20度,随着行星倾斜数千年,这些斑块可能会发生变化。这是天文学上相对较短的时间,虽然谷神星的倾斜度接近其最小值,但两极之间的大片土地并未受到阳光直射。科学家们将继续重建矮行星的地质历史,其中包括它是否一直在释放水蒸气。

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