金星神秘冠状特征终于揭晓，科学家们带来惊人解答

金星巨大的、冠状的地质特征，称为冠状特征，其背后的谜团可能终于有了解释：科学家在一项新研究中提出，金星地幔中的“玻璃天花板”正在积聚热量，并驱动缓慢而变化的洋流，这可能导致冠状表面特征的形成。

圣地亚哥大学斯克里普斯海洋研究所的博士候选人、该研究的首席作者马德琳·凯尔在一份声明中表示：“在金星上，有一种模式在向我们传达信息。我们认为我们发现的东西是解开这些冠状特征起源之谜的关键。”

金星和地球被称为“孪生”行星，因为它们的大小、体积密度和距离太阳大致相同。不过，这些行星的表面显示，它们的进化路径已经分歧，形成了两个截然不同的世界。其中一个差异就是这些冠状特征，它们是金星特有的。

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科学家们已经绘制了超过700个冠状体的地图，这些冠状体遍布金星表面，形状和特征各不相同。然而，因为金星表面是一层连续的地壳——与地球的移动板块不同，它们的起源仍然是一个谜。

一些假设将金星较大冠状体的形成——那些直径超过310英里（500公里）的——与地幔羽流、俯冲以及地壳较密部分的剥离等构造过程有关，研究小组在9月16日的期刊PNAS上发表的研究中提到。而较小的冠状体——平均直径约为124英里（200公里）——则可以归因于地幔中较小的热上涌，就像蜡灯中蜡块上升的样子。

然而，这些理论至今仍难以证实。

“目前对金星的认识类似于1960年代的板块构造前时代，因为我们目前缺乏一种统一理论，无法将行星内部的热量转移与金星表面观察到的构造和岩浆特征联系起来，”圣地亚哥大学斯克里普斯海洋研究所的地球科学教授、研究作者之一的大卫·斯特格曼在声明中解释道。

现在，斯特格曼和他的同事们相信他们可能找到了关键线索。

从表面下沉的冷材料和从更深处上升的热材料在大约370英里（600公里）的深度遇到一个障碍——团队称之为“玻璃天花板”。由于大多数上升的热羽流不够强大，无法突破这个障碍，因此它们会被偏转并在下方横向扩散。只有最大的羽流能够穿透到达表面，在那里形成巨大的火山隆起。在这个天花板下的材料保持温暖，但不会熔化——因此它就像是地幔中的一个隐藏热量储存库。

“这层温暖的流体被困在600到740公里（370到460英里）深处，为全球提供了小规模热不稳定性的来源，”研究人员在研究中写道。“这些热柱的大小各异，因为它们不一定遵循经典的边界层理论。”

团队通过计算模型展示了金星地壳下这些小规模热柱是如何自然形成的。来自金星静止地壳底部的冷“滴”岩石冷却后变得更密集，最终沉入下面更热的地幔。这一事件随后引发了一系列反应，推动多个热岩石上升。

在过去的研究中，科学家们必须在岩石圈下方已经存在这些热块的情况下，开始他们的地球动力学模型，以模拟冠状物和火山的形成过程。然而，这项研究更进一步，展示了这些初始条件可能的自然起源。

研究人员提出，随着这些次级喷流上升、融化后又再次下沉——在此过程中与金星地幔发生相互作用——它们可能会形成在行星表面看到的各种冠状结构。模型表明，当金星的地幔温度比地球的地幔高出250到400开尔文时，这一机制有效，但仍不清楚这种状态能持续多久。

科学家们警告说，仍需进行更多研究。未来的研究应对喷流动力学进行三维建模，考虑内部和表面的熔化，包含不同的地幔成分，并追踪金星整个历史中的变化，研究人员表示。这些步骤将有助于揭示金星内部热量和运动如何塑造行星的冠状、 火山及整体表面。