最新研究：金星可能正在从日冕的地质活动中失去热量

这幅位于金星南半球的插图描绘了活跃的火山活动和俯冲带，前景地壳陷入行星内部。

地球和金星是岩石行星，大小和岩石化学性质大致相同，因此它们应该以大致相同的速度将内部热量流失到太空中。地球如何失去热量是众所周知的，但金星的热流机制一直是一个谜。一项使用美国宇航局麦哲伦任务三十年前数据的研究对金星如何冷却进行了新的研究，并发现金星最上层的薄区域可能提供答案。

我们的星球有一个热核，可以加热周围的地幔，将热量带到地球坚硬的外层岩石层或岩石圈。然后热量散失到太空，冷却地幔的最上层区域。这种地幔对流驱动地表的构造过程，使移动板块的拼凑保持运动。金星没有构造板块，因此行星如何失去热量以及是什么过程塑造其表面一直是行星科学中长期存在的问题。

这项研究利用麦哲伦航天器在1990年代初对金星上称为日冕的准圆形地质特征的观测来研究这个谜团。在麦哲伦图像中可以看到新的日冕测量结果，研究人员得出结论，日冕往往位于行星岩石圈最薄和最活跃的地方。

这张雷达图像是通过将来自NASA麦哲伦任务约70个轨道的数据叠加到波多黎各阿雷西博天文台射电望远镜获得的。

“长期以来，我们一直被锁定在金星岩石圈停滞不前和厚厚的观念中，但我们的观点现在正在发展，”南加州美国宇航局喷气推进实验室的高级研究科学家Suzanne Smrekar说，他领导了发表在《自然地球科学》上的这项研究。

就像薄床单比厚被子释放更多的体温一样，薄的岩石圈允许更多的热量通过浮力的熔岩羽流从行星内部逸出，上升到外层。通常，在热流增强的地方，地表以下的火山活动增加。因此，日冕可能揭示了活跃地质正在塑造今天金星表面的位置。

研究人员专注于65个以前未研究过的日冕，这些日冕直径可达几百英里。为了计算它们周围岩石圈的厚度，他们测量了每个日冕周围沟槽和脊的深度。他们发现，在岩石圈更灵活或更有弹性的区域，脊的间距更紧密。通过应用弹性岩石圈如何弯曲的计算机模型，他们确定，平均而言，每个日冕周围的岩石圈厚度约为7英里（11公里） - 比以前的研究表明要薄得多。这些地区的估计热流大于地球平均水平，表明日冕在地质上是活跃的。

“虽然金星没有地球式的构造，但这些薄岩石圈区域似乎允许大量热量逸出，类似于地球海底形成新构造板块的区域，”Smrekar说。

这张来自美国宇航局麦哲伦任务的雷达图像显示了位于金星南半球的“Aine”日冕周围的圆形断裂模式。

了解地球过去的窗口

为了计算天体表面物质的年龄，行星科学家计算了可见撞击坑的数量。对于像地球这样构造活跃的行星，撞击坑被大陆板块的俯冲抹去，并被火山的熔岩覆盖。如果金星缺乏构造活动和类地地质的规律性搅动，它应该被古老的陨石坑覆盖。但通过计算金星陨石坑的数量，科学家估计金星表面相对年轻。

最近的研究表明，金星表面的年轻外观可能是由于火山活动，这推动了今天的区域重新浮出水面。这一发现得到了新研究的支持，该研究表明日冕地区的热流更高 - 地球的岩石圈可能与过去相似。

“有趣的是，金星提供了一个了解过去的窗口，帮助我们更好地了解地球在2亿年前的样子。它处于预测在行星形成构造板块之前发生的状态，“Smrekar说，他也是NASA即将进行的金星发射率，无线电科学，InSAR，地形学和光谱学（VERITAS）任务的首席研究员。

VERITAS将从麦哲伦离开的地方继续，改进该任务的数据，这些数据分辨率低，误差幅度大。该任务的目标是在十年内发射，将使用最先进的合成孔径雷达来创建3D全球地图，并使用近红外光谱仪来确定表面是由什么组成的。VERITAS还将测量金星的引力场，以确定金星内部的结构。这些仪器将共同填补地球过去和现在地质过程的故事。

“VERITAS将成为一名轨道地质学家，能够确定这些活跃区域的位置，并更好地解决岩石圈厚度的局部变化。我们甚至能够在变形行为中捕捉到岩石圈，“Smrekar说。“我们将确定火山活动是否真的使岩石圈'柔软'到足以失去与地球一样多的热量，或者金星是否还有更多的奥秘。