該研究使用美國宇航局的檔案數(shù)據(jù)表明，金星可能正在從稱為日冕的地區(qū)的地質(zhì)活動中失去熱量，可能就像地球上的早期構(gòu)造活動一樣。

地球和金星是巖石行星，大小和巖石化學性質(zhì)大致相同，因此它們應(yīng)該以大致相同的速度將內(nèi)部熱量流失到太空中。地球如何失去熱量是眾所周知的，但金星的熱流機制一直是一個謎。一項使用美國宇航局麥哲倫任務(wù)三十年前數(shù)據(jù)的研究對金星如何冷卻進行了新的研究，并發(fā)現(xiàn)金星最上層的薄區(qū)域可能提供答案。

我們的星球有一個熱核，可以加熱周圍的地幔，將熱量帶到地球堅硬的外層巖石層或巖石圈。然后熱量散失到太空，冷卻地幔的最上層區(qū)域。這種地幔對流驅(qū)動地表的構(gòu)造過程，使移動板塊的拼湊保持運動。金星沒有構(gòu)造板塊，因此行星如何失去熱量以及是什么過程塑造其表面一直是行星科學中長期存在的問題。

這項研究利用麥哲倫航天器在1990年代初對金星上稱為日冕的準圓形地質(zhì)特征的觀測來研究這個謎團。在麥哲倫圖像中可以看到新的日冕測量結(jié)果，研究人員得出結(jié)論，日冕往往位于行星巖石圈最薄和最活躍的地方。

“長期以來，我們一直被鎖定在金星巖石圈停滯不前和厚厚的觀念中，但我們的觀點現(xiàn)在正在發(fā)展，”南加州美國宇航局噴氣推進實驗室的高級研究科學家Suzanne Smrekar說，他領(lǐng)導了發(fā)表在《自然地球科學》上的這項研究。

就像薄床單比厚被子釋放更多的體溫一樣，薄的巖石圈允許更多的熱量通過浮力的熔巖羽流從行星內(nèi)部逸出，上升到外層。通常，在熱流增強的地方，地表以下的火山活動增加。因此，日冕可能揭示了活躍地質(zhì)正在塑造今天金星表面的位置。

研究人員專注于65個以前未研究過的日冕，這些日冕直徑可達幾百英里。為了計算它們周圍巖石圈的厚度，他們測量了每個日冕周圍溝槽和脊的深度。他們發(fā)現(xiàn)，在巖石圈更靈活或更有彈性的區(qū)域，脊的間距更緊密。通過應(yīng)用彈性巖石圈如何彎曲的計算機模型，他們確定，平均而言，每個日冕周圍的巖石圈厚度約為7英里（11公里） - 比以前的研究表明要薄得多。這些地區(qū)的估計熱流大于地球平均水平，表明日冕在地質(zhì)上是活躍的。

“雖然金星沒有地球式的構(gòu)造，但這些薄巖石圈區(qū)域似乎允許大量熱量逸出，類似于地球海底形成新構(gòu)造板塊的區(qū)域，”Smrekar說。

了解地球過去的窗口

為了計算天體表面物質(zhì)的年齡，行星科學家計算了可見撞擊坑的數(shù)量。對于像地球這樣構(gòu)造活躍的行星，撞擊坑被大陸板塊的俯沖抹去，并被火山的熔巖覆蓋。如果金星缺乏構(gòu)造活動和類地地質(zhì)的規(guī)律性攪動，它應(yīng)該被古老的隕石坑覆蓋。但通過計算金星隕石坑的數(shù)量，科學家估計金星表面相對年輕。

最近的研究表明，金星表面的年輕外觀可能是由于火山活動，這推動了今天的區(qū)域重新浮出水面。這一發(fā)現(xiàn)得到了新研究的支持，該研究表明日冕地區(qū)的熱流更高 - 地球的巖石圈可能與過去相似。

“有趣的是，金星提供了一個了解過去的窗口，幫助我們更好地了解地球在2億年前的樣子。它處于預(yù)測在行星形成構(gòu)造板塊之前發(fā)生的狀態(tài)，“Smrekar說，他也是NASA即將進行的金星發(fā)射率，無線電科學，InSAR，地形學和光譜學（VERITAS）任務(wù)的首席研究員。

VERITAS將從麥哲倫離開的地方繼續(xù)，改進該任務(wù)的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)分辨率低，誤差幅度大。該任務(wù)的目標是在十年內(nèi)發(fā)射，將使用最先進的合成孔徑雷達來創(chuàng)建3D全球地圖，并使用近紅外光譜儀來確定表面是由什么組成的。VERITAS還將測量金星的引力場，以確定金星內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這些儀器將共同填補地球過去和現(xiàn)在地質(zhì)過程的故事。

“VERITAS將成為一名軌道地質(zhì)學家，能夠確定這些活躍區(qū)域的位置，并更好地解決巖石圈厚度的局部變化。我們甚至能夠在變形行為中捕捉到巖石圈，“Smrekar說?！拔覀儗⒋_定火山活動是否真的使巖石圈'柔軟'到足以失去與地球一樣多的熱量，或者金星是否還有更多的奧秘。