我們都知道,太陽系有八大行星,而水星則是其中最小的,其直徑只有大約4880公里,水星這樣的“個(gè)頭”,甚至連太陽系中的一些衛(wèi)星都比它大,比如說木衛(wèi)三和土衛(wèi)六。
或許你不知道的是,水星本來就已經(jīng)夠小了,然而科學(xué)家卻發(fā)現(xiàn),水星居然還在縮小,這到底是怎么回事呢?下面我們就來聊一下這個(gè)話題。
科學(xué)家首次意識(shí)到水星可能在縮小,其實(shí)來自“水手10號(hào)”水星探測(cè)器(Mariner 10)傳回的數(shù)據(jù),該探測(cè)器發(fā)射于1973年,它分別于1974年的3月29日、9月21日以及1975年的3月13日三次飛掠水星,它的探測(cè)數(shù)據(jù)表明,水星表面存在著很多懸崖和山脊,看上去就像上水星表面的“皺褶”一樣。
這種被稱為“瓣?duì)疃钙隆保╨obate scarps)的地形很快引起了科學(xué)家的研究興趣,他們對(duì)此給出了多種解釋,其中認(rèn)同度相對(duì)較高的一種觀點(diǎn)認(rèn)為,水星表面之所以會(huì)存在大量的“瓣?duì)疃钙隆?,?yīng)該是因?yàn)樗窃谶^去縮小了造成的,這就好比是一粒本來飽滿多汁的葡萄被曬成了葡萄干,其表面就會(huì)出現(xiàn)大量的皺褶一樣。
2004年,“信使號(hào)”水星探測(cè)器(MESSENGER)發(fā)射升空,在經(jīng)過漫長的旅程之后,它于2011年進(jìn)入了環(huán)繞水星的軌道,成為了目前第一個(gè)也是唯一一個(gè)進(jìn)入水星軌道的探測(cè)器。
在“信使號(hào)”發(fā)回更詳細(xì)的水星探測(cè)數(shù)據(jù)之后,“水星在縮小”這種觀點(diǎn)得到了進(jìn)一步的認(rèn)同,因?yàn)椤靶攀固?hào)”傳回的探測(cè)數(shù)據(jù)表明,“瓣?duì)疃钙隆痹谒潜砻嫫毡榇嬖冢涓叨韧ǔT趲装倜椎綆浊字g,長度一般都有上百公里,有些甚至可以綿延上千公里。
科學(xué)家認(rèn)為,水星沒有地球上的板塊運(yùn)動(dòng),它的“地殼”其實(shí)是一個(gè)整體,而在其表面出現(xiàn)如此之多的“瓣?duì)疃钙隆?,最可能的原因就是水星在縮小,造成了水星的“地殼”發(fā)生彎曲變形,考慮到有不少“瓣?duì)疃钙隆必灤┝四切┠甏眠h(yuǎn)的隕石坑,因此一個(gè)合理的推測(cè)就是,在遙遠(yuǎn)的過去,水星就已經(jīng)開始縮小了。
在后續(xù)的研究中,科學(xué)家利用已知的探測(cè)數(shù)據(jù)再結(jié)合相關(guān)的理論建立起計(jì)算機(jī)模型,模擬結(jié)果顯示,在過去的幾十億年時(shí)間里,水星的半徑已經(jīng)縮小了14到20公里,簡單計(jì)算一下可知,其體積大概縮小了1%左右,畢竟水星本來就已經(jīng)夠小了。
引人注目的是,根據(jù)近日發(fā)表在《自然·地球科學(xué)》上的一項(xiàng)新研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在水星表面一些“瓣?duì)疃钙隆钡谋砻?,存在著不少?xì)小的裂縫,這些“小裂縫”寬度不到1公里,深度不到100米,其中已被確認(rèn)存在“小裂縫”的有48個(gè),疑似存在“小裂縫”的244個(gè)。
(↑三角形為已確認(rèn),圓形為疑似)
研究人員指出,從這些“小裂縫”的特征來看,它們應(yīng)該非?!澳贻p”,其中的一部分很可能是最近才出現(xiàn)的,而其形成原因應(yīng)該就是水星縮小時(shí),“瓣?duì)疃钙隆钡谋砻鏁?huì)受到應(yīng)力,并在一些區(qū)域發(fā)生斷裂,而這也就意味著,水星縮小的過程并沒有停止,直到現(xiàn)在,它居然還在縮小。那么,水星為什么會(huì)縮小呢?我們接著看。
根據(jù)科學(xué)界的主流觀點(diǎn),太陽系形成于一片巨大的原始星云發(fā)生的引力坍縮,在此過程中,太陽首先在星云中心形成,而殘留的物質(zhì)則形成了圍繞著太陽的“原行星盤”,其中的物質(zhì)繼續(xù)碰撞和吸積,并最終形成了太陽系中的各種天體,其中就包括水星。
在水星誕生之初,物質(zhì)之間的碰撞使得大量的動(dòng)能轉(zhuǎn)化成了熱量,進(jìn)而使原始水星處于一種熾熱的熔融狀態(tài),而隨著時(shí)間的流逝,水星開始持續(xù)散失熱量,不過其表面冷卻之后形成的“地殼”具有非常好的保溫能力,就像一個(gè)巨大的“保溫毯”一樣緊緊包裹住了水星,不讓水星內(nèi)核的熱量輕易散失。
另一方面來講,原始水星在冷卻過程中,大量的放射性元素會(huì)因?yàn)椤爸亓Ψ之悺保摧p的物質(zhì)上升,重的物質(zhì)下沉)而沉入水星的內(nèi)核,當(dāng)它們衰變時(shí),還會(huì)給水星的內(nèi)核提供一些熱量。這樣一來,水星內(nèi)核的熱量散失速度就變得極為緩慢,即使到了現(xiàn)在,其內(nèi)核仍然沒有完全冷卻。
盡管如此,水星內(nèi)核的熱量仍然會(huì)不斷地散失,這就造成了水星其實(shí)一直在緩慢地降溫,根據(jù)“熱脹冷縮”的原理,水星當(dāng)然就會(huì)縮小了。
值得一提的是,“瓣?duì)疃钙隆辈⒉皇撬翘赜械牡匦?,比如說科學(xué)家就發(fā)現(xiàn),月球和火星上也存在著“瓣?duì)疃钙隆?,而這也就意味著,與過去相比,月球和火星其實(shí)也是縮小了。
看到這里,可能有人會(huì)問了,我們地球會(huì)不會(huì)也在縮小呢?從理論上來講,答案是肯定,畢竟地球內(nèi)核的熱量也在不斷的散失。只不過地球的“個(gè)頭”要比水星、月球和火星大得多,其“保溫毯”當(dāng)然也更厚,地核中的熱量也更多,所以地球冷卻的速度就顯得非常緩慢,可以預(yù)見的是,在未來的幾十億年時(shí)間里,地球都不會(huì)出現(xiàn)明顯的縮小。
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