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冰火山

科普小知识2021-08-10 15:34:52
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冰火山(拉丁文作cryovolcano,字面涵义即为cryo-:冰和volcano:火山),是存在于地外天体上的与火山相似的一种地貌,通常出现在冰冻卫星或是其他一些低温(表面温度低于-150°C)的天体上(如柯依伯带上的天体)。冰火山喷出的液体温度足够达到5000°C。2016年1月,冥王星上神秘“冰火山”的最高分彩图亮相。NASA称,这座冰火山长150千米,高4千米,或是外太阳系发现的最大冰火山。

1、简介

冰火山与火山不同,冰火山不会喷发熔岩,它所喷发出的是水、氨、甲烷一类的挥发物。这类喷发物按「冰火山」类推而称作冰岩浆(cryomagma)。冰岩浆在喷发时通常呈液态而四下流淌,但亦有可能呈气态弥散为烟雾。喷发后,冰岩浆会因暴露在温度极低的环境中而凝结成固体。

2、成因

导致地下冰层融化和冰火山形成的能量来自潮汐摩擦。也有学者认为,冰冻沉积物的半透明属性能够在表层下造成温室效应,从而累积足够的热量。

据推测在柯依伯带的小行星50000上也曾经出现过冰火山。就此例而言,热能可能是由核衰变所产生。

3、发现

冰火山最初发现于1989年,由旅行者2号在飞掠海王星卫星海卫一时所观测到。位于土卫二南极「虎纹」地带的冰火山喷发的烟雾。该冰火山的间歇喷发不断给土星E环补充物质卡西尼号发现了土卫六上有一处喷发甲烷的冰火山,据推想冰火山是土卫六大气中甲烷的重要来源。


土卫六表面的冰火山

2005年11月27日卡西尼号又拍摄到了土卫二南极的间歇泉(参见土卫二上的冰火山)。此后,又在其他一些冰冻卫星(木卫二、木卫三)上发现了冰火山活动的间接证据。

2007年7月美国科学家通过观测发现,除土卫二恩克拉多斯外,冥王星的近邻卡戎(Charon)很可能也存在喷射液态水的“冰火山”(Icevolcano或Cryovolcano)。相关论文发表在《天体物理学杂志》上。得出上述结论的是美国亚利桑那州立大学的JasonCook。利用夏威夷莫纳克亚山上的双子座天文台(GeminiObservatory),研究人员观测到了卡戎的近红外光谱,并发现该行星表面有新形成的冰水和氨水晶体。Cook表示,只有不断发生新的沉积,卡戎的表面才能被冰晶所覆盖。因为在太阳紫外线和带电粒子的影响下,行星表面的冰晶不可能长久存在。Cook推测,卡戎内部核心的液态水与氨水混合在一起,后者作为防冻剂,使水的凝固点降低。而冰火山能够将这些内部的液态水喷射出来,在行星表面形成一层新的晶体。“我们考虑了几种可能的过程,只有冰火山作用才能成立”。


冥王星上的冰火山

2010年12月,科学家宣称他们可能已经找到了迄今最有力的证据,证明在土卫六上确实存在冰火山。新发现的冰火山高达1500米,被命名为“玫瑰”(TheRose),由目前正在土星轨道运行的卡西尼飞船发现。探测显示,“玫瑰”山顶上有一个很深的“凹陷”,而周围区域地表似乎有流动的物质。

2015年底,NASA公布了宣称是迄今为止最清晰年的三张冥王星近地照片,但显然它们有所保留。2016年1月,神秘“冰火山”的最高分彩图亮相。图中可以看出,这里地貌蜿蜒,高耸起伏,一片蛮荒之景。NASA称,这座冰火山长150千米,高4千米,或是外太阳系发现的最大冰火山。据悉,这幅图片为彩色合成,拍摄场景的宽度大概在3000英里(约4.8万千米)。

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