金星以其独特的“煎饼穹顶”闻名,这些扁平的火山结构如圆形贴饼般从表面隆起。最新研究表明,这些奇特穹顶可能由金星上部地壳的弯曲塑造,显示出这颗行星地壳在某些区域更具弹性。
金星表面已发现1600多座火山或火山特征,其中“煎饼穹顶”尤为引人注目。这些圆盘状结构宽达数十英里,却仅高约半英里,类似夏威夷冒纳罗亚火山的扁平版。它们如何形成、由何组成,仍是未解之谜。一种假说认为,超粘稠、缓慢流动的熔岩在自身重力下移动,最终凝固成煎饼状穹顶。
但穹顶的形成是否仅由熔岩性质决定?佐治亚理工学院博士后研究员麦迪逊·博雷利(madison borrelli)通过邮件向《live science》表示,地壳弯曲是此前研究常忽略的因素。金星地壳在某些区域类似橙子皮,在重压下会下陷。若这种下陷与穹顶形成同时发生,会留下明显痕迹,如穹顶周围的地壳隆起。2021年研究发现,约五分之一的煎饼穹顶周边存在此类弯曲特征。
为探究地壳弯曲对穹顶形成的影响,博雷利与来自法国和美国的团队聚焦narina tholus——一座宽88.5英里的穹顶,位于金星aramaiti corona椭圆结构上。研究于5月10日发表于《地球物理研究杂志:行星》,利用nasa麦哲伦任务1990年代的雷达地形数据,构建了narina tholus的虚拟模型。团队模拟了柔性上部地壳和刚性岩石圈上不同密度熔岩的流动,并与虚拟穹顶对比。
结果显示,柔性地壳上的穹顶更接近煎饼穹顶的特征:平坦顶部、陡峭侧面。这是因为地壳隆起限制了熔岩扩散,导致熔岩堆积。弯曲地壳的穹顶还展现出类似narina tholus的弯曲特征。然而,仅靠地壳弯曲无法完全解释穹顶形状,熔岩密度同样关键。研究发现,只有密度高于每立方米2400千克(约为室温水密度的两倍)的熔岩,才能形成正确的穹顶形状和弯曲特征。这种高密度熔岩粘度极高,约为番茄酱的万亿倍,需数十万年沉降成穹顶。
研究局限在于仅基于narina tholus的数据。博雷利期待nasa的veritas任务提供更高分辨率地形数据,以验证模型并确定熔岩类型。目前,金星火山多喷发类似冒纳罗亚火山的玄武岩熔岩,但流纹岩或安山岩熔岩(如圣海伦斯山喷发类型)也可能存在。博雷利表示,确认熔岩类型或能揭示金星的构造历史、岩浆过程及远古水存在的线索。
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