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金星或许没有类似地球的板块构造，但它的地质构造远非平静。一个新模型显示，它的地壳出奇地薄，并且会经历剧烈的变化，可能断裂或熔入地幔，并可能引发火山喷发。这种地壳“变质作用”为科学家们提供了一个全新的视角，让我们得以了解金星在其炽热地表之下是如何翻腾的。即将启动的“达芬奇”号和“真理”号等任务旨在探究这颗行星究竟还有多么活跃。
这张金星表面的全球视图以东经180度为中心。麦哲伦卫星测绘第一轮的合成孔径雷达拼接图被映射到计算机模拟的地球仪上，从而创建了这幅图像。数据缺口由先驱者金星轨道器的数据或一个恒定的中间值填充。模拟色彩用于增强小尺度结构。模拟色调基于苏联金星13号和14号探测器记录的彩色图像。图片来源：NASA/加州理工学院喷气推进实验室
金星，常被称为地球的“孪生兄弟”，其地壳的动态性可能远超科学家此前的认知。NASA资助的一项新研究揭示了这颗炽热行星地表下令人震惊的活动，并有望揭示金星如何从内而外重塑自身。
长期以来，科学家们一直认为金星的外壳只是随着时间的推移而不断增厚。由于金星并不具备我们在地球上看到的那种板块构造，因此地壳似乎无法回归到金星内部。
但发表在《自然通讯》上的一项新研究表明，情况并非如此。金星地壳并非简单地堆积起来，而是由于地表深处的压力和密度变化而断裂或融化。这个过程被称为变质作用，它可能是理解金星如何保持地质活跃的关键。
在地球上，地壳被分裂成巨大的移动板块，这些板块在其边界相互作用。这些缓慢而强大的运动形成了山脉、海沟和地震，这一过程被称为板块构造。当两块板块碰撞时，密度较大的板块会被推入下方的地幔，这一过程被称为俯冲。随着板块下沉，不断增加的热量和压力会改变岩石，这一转变被称为变质作用。这不仅改变了地壳，还在驱动火山活动方面发挥着重要作用。
相比之下，金星的地壳是完整的，没有像地球那样由板块构造运动引起的俯冲作用的证据，NASA休斯顿约翰逊航天中心天体材料研究与探索科学部副主任、论文合著者贾斯汀·菲利伯托解释说。该论文通过模型确定，金星地壳平均厚度约为25英里（40公里），最多厚度为40英里（65公里）。
“考虑到金星的实际情况，这厚度薄得令人惊讶，”菲利伯托说道。“事实证明，根据我们的模型，随着地壳增厚，其底部会变得非常致密，要么断裂并成为地幔的一部分，要么变得足够热而熔化。” 因此，虽然金星没有移动的板块，但它的地壳确实经历了变质作用。这一发现对于理解金星的地质过程和演化迈出了重要一步。
达芬奇号将发射一个直径一米的探测器，克服金星表面附近的高温高压，探索从云层之上到地表附近的大气层，该地表可能曾是过去的大陆。在最后几公里的自由落体下降过程中（此处展示的是艺术家的构想图），该探测器将首次捕捉到金星最深层大气层的壮观图像和化学测量数据。图片来源：NASA/戈达德太空飞行中心/CI 实验室
“这种断裂或融化会将水和元素重新送回金星内部，并有助于推动火山活动，”菲利贝托补充道。“这为我们提供了一个物质如何返回金星内部的新模型，以及另一种形成熔岩和引发火山喷发的方式。它重新定义了金星地质、地壳和大气如何相互作用的格局。”
他补充说，下一步是收集有关金星地壳的直接数据，以测试和完善这些模型。即将启动的几项任务，包括美国宇航局的“达芬奇”（ DAVINCI）深层大气金星惰性气体、化学和成像调查任务和“VERITAS ”金星发射率、射电科学、干涉合成孔径雷达（InSAR）、地形和光谱学任务，以及与欧空局（ESA）合作的“远景”（Envision）任务，旨在更详细地研究金星表面和大气。这些努力可能有助于确认变质作用和循环等过程是否正在积极地塑造如今的金星地壳，并揭示此类活动可能与火山和大气演化之间的联系。
这幅艺术概念图展示了拟议中的VERITAS航天器如何利用其雷达绘制金星地形和地质特征的高分辨率地图。图片来源：NASA/JPL-Caltech
“我们实际上并不知道金星上有多少火山活动，”菲利伯托说。“我们假设有很多，研究也表明应该有很多，但我们需要更多数据才能确定。”
编译自/ScitechDaily
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