曾言，谷神星無(wú)地質(zhì)活動(dòng)，何來(lái)鹽海？
根據(jù)發(fā)表在《自然》雜志上的七篇（是的，七篇）新論文，地下海洋也可以出現(xiàn)在沒(méi)有主行星的物體上，如火星和木星之間小行星帶上的矮行星谷神星所展示的那樣。
谷神星是一顆矮行星，也是位于小行星帶的最大天體?？茖W(xué)家們?cè)谏厦姘l(fā)現(xiàn)了一個(gè)神秘的白斑，并認(rèn)為它是谷神星的“地殼”下一個(gè)巨大的鹽水水庫(kù)所造成的。
圖解：谷神星照片；照片中谷神星的顏色被刻意改變過(guò)，以突出顯示歐卡托隕擊坑（Occator Crater）的樣貌。圖源：原文。
長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直希望在外太陽(yáng)系中找到這種“地下海洋”，特別是能在木星、土星、天王星和海王星等行星擁有的冰衛(wèi)星上找到它。但是，根據(jù)發(fā)表在《自然》雜志的一個(gè)特殊分區(qū)上的七篇新論文（是的，七篇），除了圍繞某些行星公轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，地下海洋也可能出現(xiàn)在其他天體上。谷神星就是一個(gè)例子，它其實(shí)是個(gè)屬于小行星帶的矮行星，位于火星與木星之間。
正如一些新的研究指出的那樣，谷神星最近被觀測(cè)到有著活躍的地質(zhì)活動(dòng)（并且現(xiàn)在可能依然在活動(dòng)）：它的那些巨大的地下“水庫(kù)”旁有一些類(lèi)似于火山的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，但是這些“冰火山”所噴發(fā)的不是熔巖而是鹽水，地下水就是從這些通道抵達(dá)地表的，并且這種情況在此前從沒(méi)在其他的天體上發(fā)現(xiàn)過(guò)。谷神星上的這些地下海洋是比較溫暖的，這是化學(xué)作用所致——這些地下水的鹽度非常高，以至于長(zhǎng)期處于一種“泥濘”的狀態(tài)。一些冰衛(wèi)星（如木衛(wèi)二和土衛(wèi)二）也擁有地下海洋，并且它們的地下海洋也一直保持溫暖的狀態(tài)，但那是因?yàn)檫@些衛(wèi)星受到來(lái)自其母行星（如木星和土星）引潮力的作用——這個(gè)情況和位于小行星帶中的沒(méi)有母行星的谷神星及其他一些小行星的情況完全不同。
圖解：歐卡托隕擊坑的內(nèi)部；照片中地面的顏色被刻意改變過(guò)，一些區(qū)域被改成了淺粉色，因?yàn)檫@些區(qū)域被“冰火山”噴出的鹽水所濺到。圖源：原文。
這項(xiàng)新研究，在《自然天文學(xué)（Nature Astronomy）》、《自然地球科學(xué)（Nature Geoscience）》和《自然通訊（Nature Communications）》上發(fā)表的論文中有非常詳細(xì)的介紹。參與這項(xiàng)研究的科學(xué)家很多，有來(lái)自美國(guó)宇航局的，有來(lái)自美國(guó)月球與行星研究所（LPI）的，有來(lái)自德國(guó)明斯特大學(xué)的，還有來(lái)自印度國(guó)家科學(xué)教育與研究所（NISER）的，以及來(lái)自其他許多不同的機(jī)構(gòu)的。
谷神星是小行星帶中最大的天體，其直徑達(dá)到了590英里（即950公里）。美國(guó)航天局的曙光號(hào)小行星探測(cè)器自2015年抵達(dá)谷神星，并對(duì)谷神星進(jìn)行觀測(cè)，直到2018年。在該任務(wù)的最后五個(gè)月內(nèi)，探測(cè)器在俯沖到距谷神星表面不超過(guò)22英里（即35公里）的位置時(shí)收集到了一些對(duì)科學(xué)家們來(lái)說(shuō)相當(dāng)重要的數(shù)據(jù)。
圖解：攜帶“黎明號(hào)”進(jìn)入太空的德?tīng)査?/strong>II型火箭。圖源：sohu。
由這顆衛(wèi)星發(fā)回地球的高分辨率圖像展示了歐卡托隕擊坑的大量細(xì)節(jié)，而其中許多細(xì)節(jié)在此前從未被觀測(cè)到。歐卡托隕擊坑是谷神星最明顯的特征之一，它形成于一次劇烈的隕石撞擊。該隕擊坑的寬度約為57英里（即92公里），即使把它放在地球上，它也會(huì)顯得相當(dāng)巨大。照片顯示，這個(gè)隕擊坑擁有一個(gè)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它有如下這些特征：它的中央有一個(gè)擁有“穹頂狀”的構(gòu)造，其下方有一個(gè)凹坑；它有著各種裂縫和褶皺；它的表面上遍布著鹽礦（因反射陽(yáng)光而顯得十分明亮）和其他一些微小的“穹頂狀”巖石結(jié)構(gòu)。
有人猜測(cè)谷神星表面這些明亮的斑塊是上面的水成分造成的，但是在曙光號(hào)抵達(dá)谷神星之前，大家普遍認(rèn)為做出這個(gè)論斷有些操之過(guò)急。不過(guò)，曙光號(hào)收集的數(shù)據(jù)表明這個(gè)猜測(cè)非常正確，和實(shí)際情況一式一樣。
圖解：歐卡托隕擊坑的照片；其中B區(qū)域?yàn)?/strong>塞雷利亞斑（Cerealia Facula），C區(qū)域?yàn)?/strong>維納利亞斑（Vinalia Faculae）。圖源：原文。
浪仔：我沒(méi)找到這兩個(gè)斑的官方中譯名，就暫且自己音譯掉了。
谷神星上相當(dāng)一些微小的隕擊坑位于形成年代相對(duì)較晚的表面上。歐卡托隕石坑形成于大約2200萬(wàn)年前，而谷神星上一些最“年輕”的表面的特征在約200萬(wàn)年前才形成。
這些隕擊坑的一個(gè)共同特征是，它們的中心都有一個(gè)峰狀凸起。當(dāng)然在歐卡托隕擊坑里也曾有這樣的凸起，只不過(guò)它已經(jīng)風(fēng)化坍塌，于是變成了在大隕擊坑內(nèi)的一個(gè)小凹坑。然后，大約在750萬(wàn)年前，水（更準(zhǔn)確地說(shuō)是鹽水）涌出至地表，并從這個(gè)峰狀凸起的“遺址”中流出來(lái)。隨著鹽水中的水分蒸發(fā)，由碳酸鈉（一種由鈉、碳和氧三種元素構(gòu)成的化合物）構(gòu)成的沉淀析出并遺留下來(lái)。事實(shí)上，這種沉淀的反光性能很好。位于歐卡托隕擊坑中心的名叫塞雷利亞斑的亮白色區(qū)域就是在這樣的過(guò)程中形成的。
這種沉淀在歐卡托隕擊坑里面遍地都是。其中除了塞雷利亞斑外，還有一個(gè)比較顯眼的大型沉淀區(qū)，其名叫維納利亞斑。與塞雷利亞斑不同，維納利亞斑等位置的鹽分沉淀源于從裂縫與褶皺中冒出來(lái)的鹽水。
圖解：歐卡托隕擊坑的近距離照片；其中B區(qū)域?yàn)槿桌麃啺撸?/strong>Cerealia Facula），C區(qū)域?yàn)榫S納利亞斑（Vinalia Faculae）。圖源：原文。
大約在200萬(wàn)年前，塞雷利亞斑的附近又開(kāi)始進(jìn)行一些活躍的地質(zhì)活動(dòng)。它噴出了更多鹽水，這促使了其上那個(gè)“穹頂狀”結(jié)構(gòu)的形成。這個(gè)“鹽水涌出后蒸發(fā)形成沉淀”的過(guò)程長(zhǎng)期以來(lái)持續(xù)進(jìn)行，直到不早于大約一百萬(wàn)年前，甚至有可能一直持續(xù)到今日，盡管隨著時(shí)間的流逝，該過(guò)程已大大減弱，因?yàn)閺摹氨鹕健敝杏砍龅柠}水水量越來(lái)越少。
研究人員說(shuō)，蒸發(fā)和升華（即液體直接轉(zhuǎn)化為氣體的過(guò)程）迫使水以從“冰火山”中噴發(fā)出來(lái)的形式流到地表，而這種“冰火山”在太陽(yáng)系的其他地方都尚未被看到過(guò)。不過(guò)，科學(xué)家們認(rèn)為，有充分的理由相信這個(gè)過(guò)程可能存在于其他看上去沒(méi)什么顯眼的地質(zhì)活動(dòng)的星體上。
浪仔：上面標(biāo)紅的這句話(huà)莫名其妙，升華明明是固體變氣體的過(guò)程，咋變成了液體變氣體的過(guò)程？另外我有查過(guò)，sublimation就是升華的意思，沒(méi)得跑（不服的詳見(jiàn)這本資料：Brown, Theodore E, LeMay, H. Eugene H, Bursten, Bruce E, Murphy, Catherine, & Woodward, Patrick. (2013). Chemistry (Pearson custom library). Welwyn Garden City: Pearson Education UK）。
《自然天文學(xué)》中相關(guān)論文的共同作者，NISER的研究員古涅什瓦·坦佳姆（Guneshwar Thangjam）在一篇通訊稿中提到：“有證據(jù)表明，谷神星在最近幾年都依然存在地質(zhì)活動(dòng)。這些證據(jù)與人們一直普遍持有的‘太陽(yáng)系中這種小天體根本沒(méi)有什么活躍的地質(zhì)活動(dòng)’的觀點(diǎn)相沖突。”
圖解：歐卡托隕擊坑內(nèi)的穹頂狀構(gòu)造與凹坑。圖源：usra。
重要的一點(diǎn)是，歐卡托隕擊坑內(nèi)的那個(gè)地下海洋很可能和整個(gè)隕擊坑一樣，都源于那一次隕石撞擊，不過(guò)之所以這個(gè)海洋的水質(zhì)一直非常地“泥濘”，是因?yàn)槔锩孢@些地下水里面溶解了大量的鹽分。
“對(duì)于塞雷利亞斑中由鹽分沉淀形成的大型鹽礦來(lái)說(shuō)，它里面的大部分已經(jīng)板結(jié)成塊的鹽類(lèi)物質(zhì)是由其下方的一個(gè)地下鹽水海洋提供的。約2000萬(wàn)年前，在使歐卡托隕擊坑形成的隕石撞擊中，這整塊區(qū)域都因高溫而完全熔化了，而隕石撞擊產(chǎn)生的熱量花了幾百萬(wàn)年才漸漸散失掉?！薄蹲匀惶煳膶W(xué)》相關(guān)研究論文的第一作者兼黎明號(hào)小行星探測(cè)器首席研究員卡羅爾·雷蒙德（Carol Raymond） 在美國(guó)國(guó)家航空航天局的一篇新聞稿中說(shuō)，“并且，那一次隕石撞擊還產(chǎn)生了非常大的裂縫，這個(gè)裂縫足以長(zhǎng)時(shí)間承載一個(gè)非常深的水庫(kù)，于是鹽水得以長(zhǎng)期持續(xù)地涌出至地表。”
圖解：歐卡托隕擊坑中白色的鹽礦與穹頂形的構(gòu)造，它們的形成都與地下水有關(guān)。圖源：原文。
谷神星具有數(shù)百個(gè)這樣的鹽礦以及大約數(shù)千個(gè)“小鹽礦”，其中大多數(shù)的鹽層厚度不超過(guò)33英尺（即10米）。它們上面出現(xiàn)的穹頂狀結(jié)構(gòu)和凹坑也都是由地下水的活動(dòng)形成的。
通過(guò)研究谷神星的引力特征，科學(xué)家們能夠推斷出谷神星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這個(gè)地下海洋位于地表以下約25英里（即40公里）處，其寬度有數(shù)百英里。鑒于谷神星本身的直徑只有590英里，我們可以毫不夸張地稱(chēng)谷神星為“海洋世界”。
似乎在一夜之間，谷神星對(duì)天體生物學(xué)家來(lái)說(shuō)便成為了一個(gè)的誘人研究對(duì)象。谷神星上有著復(fù)雜的化學(xué)現(xiàn)象、存在著液態(tài)水、還有著不斷活動(dòng)的地表以及地下區(qū)域的動(dòng)力學(xué)特征，而根據(jù)谷神星的這些特點(diǎn)，它近年來(lái)在某種意義上可能已經(jīng)是個(gè)適合人類(lèi)居住的地方了?？瓷先?，馬上進(jìn)行“向谷神星發(fā)送一個(gè)地表探測(cè)器”的任務(wù)似乎是個(gè)非常好的注意。
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by: George Dvorsky
FY: 浪漫主義學(xué)派
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