水星的形成
除此之外，信使號探測器對水星地表的詳細(xì)觀測也更新了我們對于水星歷史的觀點(diǎn)。天文學(xué)家此前或多或少的認(rèn)為水星在過去的數(shù)十億年間是基本沒有發(fā)生過變化的，而只是在接近太陽的軌道上靜靜地接受著高溫的炙烤。而現(xiàn)在我們了解到，這顆行星曾經(jīng)經(jīng)歷過狂暴的歷史。
保羅·拜恩（Paul Byrne）是設(shè)在美國德克薩斯州休斯敦的月球與行星研究所（LPI）的一名信使號項(xiàng)目組成員。他指出：“水星早期歷史上可能曾經(jīng)存在過劇烈的火山活動。”
水星上過去曾經(jīng)存在火山活動的證據(jù)是顯而易見的。水星地表有許多線性構(gòu)造，這是水星地表曾經(jīng)發(fā)生開裂的證據(jù)。信使號還觀測到長達(dá)25公里的火山巖漿管道，這是當(dāng)年流動的巖漿在水星地表留下的痕跡。
這樣的火山活動一直持續(xù)到大約10億年前才逐漸平息下來——持續(xù)時(shí)間之久，結(jié)束時(shí)間之晚出乎意料！拜恩表示：“我們原先以為水星上所有的地質(zhì)活動基本在40億年前就已經(jīng)完全停止了?！?/p>
甚至還有證據(jù)顯示水星上存在溢流型巖漿噴發(fā)。大量巖漿涌出地表，覆蓋了廣泛的區(qū)域，其中規(guī)模最大的一次發(fā)生在水星的北半球極地區(qū)域附近，該區(qū)域現(xiàn)在被稱作“北部火山平原”（Northern Volcanic Plain）。這一巨大的巖漿平原占據(jù)了水星地表總面積的大約6%。
涌出地面的大量巖漿掩蓋了此前存在的大量撞擊坑，其中一些被熔巖覆蓋的隕坑現(xiàn)在仍然能夠隱約看得到，但也只能大致分辨出其外部邊緣，因而它們被稱作“幽靈隕坑”（ghost craters）。
但讓人感到奇怪的是，大部分的水星平原區(qū)域的年齡都非常接近，這就意味著它們都是在大致相同的時(shí)間內(nèi)形成的。
拜恩表示：“最后一次大型巖漿平原形成過程是一次性完成的。這就意味著巨大的熱量，只有這樣才能導(dǎo)致如此巨量的巖漿一次性涌上地表?！?/p>
今天的水星上已經(jīng)不存在火山活動。這是因?yàn)樵?jīng)驅(qū)動了水星火山活動的內(nèi)部熱量已經(jīng)逐漸冷卻下來了。
而由于這一冷卻過程，水星整體會發(fā)生收縮。大約40億年前，當(dāng)水星地殼最初形成之時(shí)，水星的半徑要比今天大7公里左右。水手10號飛船拍攝的圖像上已經(jīng)可以識別出這一現(xiàn)象的最初跡象，但信使號飛船傳回的數(shù)據(jù)表明這樣的冷卻收縮程度要比科學(xué)家們原先想象的更加嚴(yán)重。
然而盡管存在這樣的冷卻和收縮，水星的內(nèi)部卻并未完全冷卻下來，其仍然保有著足夠的熱量能夠產(chǎn)生其他類似大小的天體不敢奢望的東西：磁場。
水星磁場
在太陽系中水星是除了地球之外唯一一個擁有全球性磁場的巖石行星——盡管它的磁場強(qiáng)度還不到地球磁場強(qiáng)度的1/100。有證據(jù)顯示火星在過去也曾經(jīng)擁有過一個全球性的磁場，但隨著行星的整體冷卻，火星磁場已經(jīng)消失了。
地球的磁場是由地球內(nèi)部的高溫液態(tài)金屬內(nèi)核轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電流所驅(qū)動的。而信使號的考察結(jié)果認(rèn)為水星磁場的產(chǎn)生機(jī)制也應(yīng)當(dāng)與此類似。
但這里也存在一些令人感到奇怪的地方——水星的磁場并非以水星的核心為中心，而是存在大約相當(dāng)于其半徑20%的偏離。
據(jù)所羅門博士的說法，這一現(xiàn)象時(shí)此前所有的模型模擬中從未預(yù)料到的情況。他說：“我們此前認(rèn)為水星磁場可能就是縮小版本的地球磁場?！?/p>
但現(xiàn)在看來，我們此前的想法出錯了，水星的磁場是獨(dú)特的。從某些角度上來講，這一小插曲只能證明我們對于行星磁場形成機(jī)制的無知。我們事實(shí)上并不清楚行星究竟如何產(chǎn)生出磁場，我們也不知道早期地球的磁場是何種模樣。
今天的地球磁場是以地球內(nèi)核為中心的，于是物理學(xué)家們便據(jù)此認(rèn)為所有的行星磁場都應(yīng)該是這樣的。但或許這樣的看法是錯誤的。正如所羅門所言：或許早期的地球也曾經(jīng)擁有一個與水星相類似的磁場。
在2015年，信使號項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)水星的磁場非常古老，它已經(jīng)持續(xù)存在長達(dá)約40億年之久。加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的凱瑟琳·約翰遜（Catherine Johnson）和同事們檢查了水星表面帶有磁性的巖石，這些巖石記錄了水星磁場變化的歷史。
結(jié)果顯示水星的古代磁場強(qiáng)度要比現(xiàn)在強(qiáng)得多。其強(qiáng)度甚至可以與今天地球的磁場強(qiáng)度接近。約翰遜表示產(chǎn)生這一磁場的內(nèi)在機(jī)制在行星歷史的早期可能與今天稍有差異，因而才能允許產(chǎn)生強(qiáng)度如此之高的磁場。
其他行星世界
與地球相似的，水星同樣大致形成于45億年前。然而這兩顆行星之間卻仍存在重大差異。而我們的鄰居金星和火星則在向我們訴說著完全不同的故事。
所羅門表示，天文學(xué)家們?nèi)绱似惹邢胍私馑堑母黜?xiàng)性質(zhì)，他們的著眼點(diǎn)并非僅僅局限于水星本身。對于水星的考察將幫助我們了解各類行星作為一個整體的一些性質(zhì)。
如果我們想要了解地球是如何形成的，我們就需要了解形成太陽系內(nèi)所有其他行星的機(jī)制和過程。所羅門表示：“僅僅在我們的太陽系內(nèi)部，形成類地行星的相同過程卻會產(chǎn)生出如此不同的結(jié)果?！?/p>
而同樣的情況也適用于對太陽系外行星的研究。截至目前科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)超過2000顆系外行星，另外還有數(shù)以千計(jì)的目標(biāo)等待被確認(rèn)。如果我們能夠搞清楚行星形成的機(jī)制和過程，那么我們就能夠更有把握的估算出在各種不同的情況下將會形成何種類型的行星。
舉例來說，地球表面巖石圈擁有不同的板塊結(jié)構(gòu)，但水星卻只有一整塊的巖石圈。
造 成這種差異的原因在于，相比水星，地球擁有更多的內(nèi)部熱量能夠用于驅(qū)動板塊的移動。因此，到今天，地球上仍然存在著火山與地震現(xiàn)象，地球是一顆充滿活力的 生機(jī)勃勃的星球。如果一顆系外行星擁有足夠的內(nèi)部熱量能夠形成板塊構(gòu)造，那么它將更有可能產(chǎn)生類似地球的面貌。而如果它沒有足夠的內(nèi)部熱量，那么它的面貌 或許就會跟水星更為接近。
拜恩表示：“水星可以被作為開展系外行星研究時(shí)‘單板塊’行星類型的原型代表，以便我們能夠基于今天對水星情況的觀察和了解，更容易地理解那些遙遠(yuǎn)行星的地質(zhì)學(xué)歷史?！?/p>
換句話說，我們并非僅僅在研究水星。我們可能實(shí)際上正在對數(shù)以千計(jì)的行星體開展研究，而其中的大部分我們還從未曾目睹，但通過對水星的考察和研究，我們將能夠了解有關(guān)這些未知世界的許多信息。（晨風(fēng)）
聯(lián)系客服
