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水星表面發現奇怪的窪地構造

2011/10/28 | | 標籤:

美國航太總署(NASA)信使號(MESSENGER)太空船在水星表面發現數千個奇怪的空洞構造,這些特殊窪地結構散佈在各種緯度與經度,寬度從18公尺到1.6公里不等,深度則在18公尺到36公尺不等。目前沒人知道這些窪地的來源。

科學團隊成員之一的霍普金斯大學(Johns Hopkins Universit)David Blewett表示:發現這些窪地真的蠻驚訝的。基本上,除了受到小天體的撞擊之外,水星地貌應該從形成後至今很少改變,仍維持古老的遺貌。但這些窪地看起來似乎比已發現的水星撞擊坑還年輕,意味著水星地表仍以令人驚訝的方式在持續演化中。

右上圖是位在Raditladi撞擊盆地中的奇特窪地構造。Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Carnegie Institution of Washington。

火星勘測軌道探測器(Mars Reconnaissance Orbiter,MRO)曾在火星南極表面的二氧化碳冰層上觀測到類似的結構,像是乳酪(swiss cheese)一樣。但水星表面的這類結構卻是出現在堅硬的岩石上,窪地內部不僅顯得很明亮,而且外圍具有光暈。科學家從未在任何岩石表面看到類似的現象。如果有人可以站在這種窪地中,頭頂上是黑暗的星空,周邊寂靜無聲,必定是個非常奇特的感受。

水星基本上沒有大氣層,不會有風,也沒有雨,所以這些窪地絕對不是風蝕或雨蝕的結果,必定是其他外力造成的。作為最靠近太陽的行星,水星暴露在強烈的太陽光熱和極端太空氣象中,Blewett相信這可能是造成這些地形的主要來源。

Blewett表示:其中一個關鍵線索是許多窪地與位在撞擊坑內的中央峰(central mountain)有關連。中央峰是撞擊過程中,在撞擊坑中間因反彈力量而形成的一個山峰;所以這些窪地很可能是撞擊過程中,從水星深處翻上來的物質所形成的峰環(peak rings),這些來自水星深處的物質突然暴露在水星地表時,可能會相當不穩定而發出奇異的光。

某些礦物,例如含硫或其他揮發物的礦物,突然受到熱、太陽風或微流星體(micrometeoroids)的影響,很容易蒸發;而這些太空氣象的襲擊,是水星每天都在承受的事。或許就是硫蒸發,留下其他礦物,才會讓岩石充滿孔隙而變得脆弱、更容易被侵蝕,最後才形成這樣的窪地結構。

信使號太空船的確在水星表面偵測到大量硫的存在,讓天文學家相當驚訝,促使他們得重新思考水星到底是如何形成的。目前主流理論模型認為,其中一個可能是在太陽系歷史非常早期,稍大一點的微行星形成行星的最後階段,曾發生過一次非常猛烈的撞擊事件,絕大部分水星岩質地殼被撞破而造成這樣的現象;另一個可能是太陽剛形成之初,曾有過一個非常熾熱的階段,讓水星地表被烤焦,變成現在這副模樣。無論是哪一種說法,沸點比較低的元素,如硫和鉀等,都會被蒸發。

但是,它們並沒有完全離開,這就表示舊理論並不符合新觀測結果,所以得重新建構一個理論假設。所以囉,研究太陽系和行星如何形成的科學家們,可能得先從瞭解最靠近太陽的水星來重新開始了。

資料來源:Strange Hollows Discovered on Mercury[2011.10.24]

轉載自台北天文館之網路天文館網站

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