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水星“混沌地形”可能會重新定義“可居住性”

水星上一種被稱為 "混亂地形 "的地貌可能揭示了儲存在地下億萬年的物質(zhì)。

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自1974年"水手10號"探測器接近水星以來，行星科學(xué)家們一直對被稱為 "卡洛里斯盆地"的大型撞擊坑對面發(fā)現(xiàn)的一塊特殊地帶而感到困惑。在 "水手10號"獲得的圖像中，這塊地帶看起來就像一片雜亂無章的丘陵和不平整的地面。科學(xué)家將其稱為 "混沌地形"。

水星上的混沌地形

水手10號在1974年和1975年飛越水星時，首次拍攝到了混沌地形的景象。

美國宇航局

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幾十年來，對于這種混沌地形是如何形成的，主流猜想是，這與制造了卡洛里斯大盆地的撞擊有關(guān)。撞擊造成的巨大地震波紋可能會在小星球的另一邊產(chǎn)生共振，引起大規(guī)模地震。

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但一項(xiàng)新的研究表明，有不同的起源。亞歷克西斯·羅德里格茲(行星科學(xué)研究所)和同事們認(rèn)為，隨著時間的推移，儲存在地下、易氣化的揮發(fā)性元素逐漸蒸發(fā)，地形可能會因此變得更加混亂。研究小組發(fā)現(xiàn)，一旦有足夠多的揮發(fā)物逸出，地面就會抽空，形成落差超過一公里的不規(guī)則地面。他們的研究結(jié)果于3月16日在線發(fā)表在《科學(xué)報告》上。

"我們發(fā)現(xiàn)，混沌地形景觀看起來就像他們遭受了重大的災(zāi)害損傷，就像可能有一座山，突然間它的一半就不見了，"羅德里格茲解釋說。"但它并非已經(jīng)下沉地形：它只是消失了。"

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羅德里格茲說，鑒于水星是一個干燥、沒有空氣的世界，這些物質(zhì)無處可去--它們只能是變成了氣體后消失了。

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浩瀚的世界

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水星上的混沌地形 美國宇航局的 "信使"號航天器后來在2011年至2015年期間環(huán)繞水星運(yùn)行時，拍攝到了混沌地形的近景。

美國宇航局/約翰-霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室/華盛頓卡內(nèi)基研究所。

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這項(xiàng)新工作是基于美國宇航局的 "信使"號航天器的觀測結(jié)果，該航天器在2011年至2015年期間環(huán)繞水星運(yùn)行，并繪制了水星空前詳細(xì)地形圖。該探測器還確定了星球表面的化學(xué)元素構(gòu)成，在其表面發(fā)現(xiàn)了許多揮發(fā)性元素，如硫、氯和鉀。

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這些元素的存在讓行星科學(xué)家們大為驚訝，他們原以為靠近太陽應(yīng)該早就讓水星上的揮發(fā)物消失殆盡?，F(xiàn)在，新的研究表明，富含揮發(fā)物的土層在地表下存在的時間可能比預(yù)期的要長得多。

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研究人員在隕石坑的數(shù)量和噴射物射線中找到了支持他們說法的證據(jù)。數(shù)一數(shù)混沌地形中存在的隕石坑，大概可以得到它的年齡，研究人員得出的年齡為18億年--比卡洛里斯盆地至少年輕20億年。

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此外，近期隕石坑的噴射射線在混沌地形的一些區(qū)域消失了，這表明地表直到最近一直在排氣和改變，羅德里格茲解釋說。

研究小組還發(fā)現(xiàn)，混沌地形并不限于卡洛里斯盆地對面的區(qū)域。具有類似質(zhì)地的區(qū)域似乎與大型撞擊無關(guān)，從兩極到赤道都有分布。富含揮發(fā)性的地殼可能覆蓋整個星球。

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"這是一項(xiàng)很有意思的工作，我認(rèn)為它將激勵其他人進(jìn)行大量研究，"地球化學(xué)家大衛(wèi)·布萊維特（約翰-霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室）說，他沒有參與這項(xiàng)新研究。

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重新定義可居住性

那么，那些富含揮發(fā)性的層中有什么呢？羅德里格茲和他的團(tuán)隊考慮了幾種可能性，其中一種包括水混合物。

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"我們并不是在談?wù)撍?-雖然它可能在某些時候是這樣的--而是可能包含在層狀硅酸鹽內(nèi)的水，或者可能是水合鹽（鹽水），"羅德里格茲說。"這并不意味著可能有充盈水的湖泊或洞穴，這意味著水可能已經(jīng)存在于礦物結(jié)構(gòu)中。"

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如果他的團(tuán)隊能夠證明水星上存在水，哪怕是在礦物中，這可能會對可居住性的定義產(chǎn)生影響。"宜居性和生命的存在是兩回事，"他補(bǔ)充道。"我不認(rèn)為生命已經(jīng)出現(xiàn)在水星上，但生物前化學(xué)的可能性更大。"

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同樣的原則也可以適用于系外行星，特別是圍繞紅矮星等壽命較長的恒星運(yùn)行的小行星。"生命可能有機(jī)會出現(xiàn)，僅取決于這些行星系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的時間長度，"羅德里格茲說。"這使它更有可能，不是一定的，但肯定會增加可能性。"

"是的，我想是的，"布萊維特反駁道，"但是，要知道，水星沒有大氣層。當(dāng)時它可能還沒有大氣層。并且似乎不太可能有我們所知的，具有水和穩(wěn)定性生命類型的區(qū)域。"

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如果真有富含揮發(fā)性礦物的話，確認(rèn)它的將可能是比皮科倫坡航天器，它將于2025年到達(dá)最隱秘的行星（下周飛越地球后）。比皮科倫坡號將攜帶信使號沒能實(shí)現(xiàn)的、可以勘測水星的儀器，并將對新想法進(jìn)行最終試驗(yàn)。

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作者: JAVIER BARBUZANO

FY:愛天文的Jane

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