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为什么水星上的部分地形会“被抽空”？


水星“混沌地形”可能会重新定义“可居住性”
为什么水星上的部分地形会“被抽空”？
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水星上一种被称为 "混乱地形 "的地貌可能揭示了储存在地下亿万年的物质。

自1974年"水手10号"探测器接近水星以来，行星科学家们一直对被称为 "卡洛里斯盆地"的大型撞击坑对面发现的一块特殊地带而感到困惑。在 "水手10号"获得的图像中，这块地带看起来就像一片杂乱无章的丘陵和不平整的地面。科学家将其称为 "混沌地形"。
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水星上的混沌地形
水手10号在1974年和1975年飞越水星时，首次拍摄到了混沌地形的景象。
美国宇航局

几十年来，对于这种混沌地形是如何形成的，主流猜想是，这与制造了卡洛里斯大盆地的撞击有关。撞击造成的巨大地震波纹可能会在小星球的另一边产生共振，引起大规模地震。
【为什么水星上的部分地形会“被抽空”？】
但一项新的研究表明，有不同的起源。亚历克西斯·罗德里格兹(行星科学研究所)和同事们认为，随着时间的推移，储存在地下、易气化的挥发性元素逐渐蒸发，地形可能会因此变得更加混乱。研究小组发现，一旦有足够多的挥发物逸出，地面就会抽空，形成落差超过一公里的不规则地面。他们的研究结果于3月16日在线发表在《科学报告》上。
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"我们发现，混沌地形景观看起来就像他们遭受了重大的灾害损伤，就像可能有一座山，突然间它的一半就不见了，"罗德里格兹解释说。"但它并非已经下沉地形：它只是消失了。"

罗德里格兹说，鉴于水星是一个干燥、没有空气的世界，这些物质无处可去--它们只能是变成了气体后消失了。

浩瀚的世界

水星上的混沌地形 美国宇航局的 "信使"号航天器后来在2011年至2015年期间环绕水星运行时，拍摄到了混沌地形的近景。
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美国宇航局/约翰-霍普金斯大学应用物理实验室/华盛顿卡内基研究所。

这项新工作是基于美国宇航局的 "信使"号航天器的观测结果，该航天器在2011年至2015年期间环绕水星运行，并绘制了水星空前详细地形图。该探测器还确定了星球表面的化学元素构成，在其表面发现了许多挥发性元素，如硫、氯和钾。

这些元素的存在让行星科学家们大为惊讶，他们原以为靠近太阳应该早就让水星上的挥发物消失殆尽。现在，新的研究表明，富含挥发物的土层在地表下存在的时间可能比预期的要长得多。

研究人员在陨石坑的数量和喷射物射线中找到了支持他们说法的证据。数一数混沌地形中存在的陨石坑，大概可以得到它的年龄，研究人员得出的年龄为18亿年--比卡洛里斯盆地至少年轻20亿年。

此外，近期陨石坑的喷射射线在混沌地形的一些区域消失了，这表明地表直到最近一直在排气和改变，罗德里格兹解释说。
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研究小组还发现，混沌地形并不限于卡洛里斯盆地对面的区域。具有类似质地的区域似乎与大型撞击无关，从两极到赤道都有分布。富含挥发性的地壳可能覆盖整个星球。

"这是一项很有意思的工作，我认为它将激励其他人进行大量研究，"地球化学家大卫·布莱维特（约翰-霍普金斯大学应用物理实验室）说，他没有参与这项新研究。

重新定义可居住性
那么，那些富含挥发性的层中有什么呢？罗德里格兹和他的团队考虑了几种可能性，其中一种包括水混合物。

"我们并不是在谈论水冰--虽然它可能在某些时候是这样的--而是可能包含在层状硅酸盐内的水，或者可能是水合盐（盐水），"罗德里格兹说。"这并不意味着可能有充盈水的湖泊或洞穴，这意味着水可能已经存在于矿物结构中。"

如果他的团队能够证明水星上存在水，哪怕是在矿物中，这可能会对可居住性的定义产生影响。"宜居性和生命的存在是两回事，"他补充道。"我不认为生命已经出现在水星上，但生物前化学的可能性更大。"

同样的原则也可以适用于系外行星，特别是围绕红矮星等寿命较长的恒星运行的小行星。"生命可能有机会出现，仅取决于这些行星系统稳定运行的时间长度，"罗德里格兹说。"这使它更有可能，不是一定的，但肯定会增加可能性。"

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