「自發現以來，冥王星就一直困擾著理論家。」——Patrick Moore爵士，《觀測者的天文之書》 （1971）
這句話寫於45年前，不過今天它要比穆爾所設想的更為合適。今天就讓我們來聽奧爾肯·烏姆爾漢（Orkan Umurhan）博士講述他們探索冥王星的故事，他是來自新視野號地質學和地質物理學考察（GGI）小組的科學家。
大家好，我是奧爾肯·烏姆爾漢（Orkan Umurhan）博士。
冥王星表面的地質結構本身，從葉片狀的塔爾塔羅斯山脊（Tartarus Dorsa）到莫戈斯暗斑區域（Morgoth Macula）神秘的暗色丘堆（這裡只提到了幾個非正式的地名，它們有著讓人困惑的地質特徵），繼續困惑著我們新視野號地質學和地質物理學考察（GGI）小組的每個成員。
在過去的一個月裡，我一直在考察無數的理論與模型問題，嘗試解釋冥王星凍結冰原——人造地球衛星平原高地（Sputnik Planum，簡稱SP）內發生的過程。在另一項平行的工作中，我還在研究從SP東岸相鄰的高地區域流向SP中的冰川流的本性。在這篇博客中，我會討論冰川流問題。
首先，讓我們來看一些冥王星凍結冰原上冰川流的照片。
幾乎從正上方拍攝的冥王星冰原照片，圖中展示了暗色的條帶，與冰川冰磧類似（圖片提供：NASA/JHUAPL/SwRI）
這張低角度的照片展示了圖中右下方的冰川流圖樣，它們一直延伸到冥王星上非正式名稱為人造地球衛星平原高地的中心區域。（圖片提供：NASA/JHUAPL/SwRI）
以上是SP東側同一區域的兩張照片，其中一張是幾乎從正上方拍攝的，另一張的視角非常低，顯著突出了地貌的起伏。在正上方拍攝的照片中，你可以看到從右側發出的暗色條帶，它們流入開放的平地中，勾勒出了葉狀圖樣。
這就好像是高溫蠟油從傾斜的平原流下一樣。暗色物質類似地球上看到的冰川冰磧類似。不過由於這是在冥王星上，我們並不清楚暗色的物質是什麼，也不知道所見的圖樣是否真的是地球傳統意義上的冰磧。
然而我們確實知道新視野號組分小組的同事告訴我們的東西：他們非常可靠（嗯哼！）地確定，SP以及鄰近區域的地表物質主要由氮冰、一氧化碳冰和甲烷冰組成，不過幾種成分的相對比例還沒有被確定出來。
我一開始假設流動的物質主要由氮組成，其中含有一些一氧化碳，這兩種成分有著相似的分子鍵結構。基於在冥王星表面特徵低溫（零下390華氏度，合38開爾文）條件下進行的少量實驗室特性研究，這些揮發物的流動速度應該比彈性橡皮泥慢得多，不過要比地球冰川中的水冰快得多。
有著人造地球衛星平原高地周圍高原區域的尺度和起伏的易揮發冰態物質的響應時間讓我們得出了地質物理學結論，也就是這些起伏很大的結構（冰山）可能並不是由任何一種單純的易揮發冰雪組成的，原因是這樣的組分在很久之前就會變平了。相反，我們猜測，高原地區更有可能是由結構上非常堅固的水冰「基巖」組成，上面覆蓋著非常薄的氮冰和/或一氧化碳冰包層。
這時我登場了：我將易揮發的冰態物質的所有實驗室資料以及不同的地質物理學觀點輸入數年前自己構築的冰川流數值模擬平臺。我和地質學小組的其他成員曾使用這個工具來考察不同的科學假設。
圖片提供：Paul Schenk, Ross Beyer and Orkan Umurhan
舉例來說，其中的一個任務是考察可能的過程，來解釋觀測到的葉狀圖樣（想一想高溫蠟油）是如何出現的，氮冰冰川的模型是否可以解釋我們看到的情況。為了完成這一點，我一開始藉助了上圖所示的數字式海拔模型（DEM），利用冥王星表面垂直高度差0.6英裡（1千米）區域的立體圖像。我將這一模型視作我的基巖表面，隨後增添了氮冰，並研究響應情況。
圖片提供：Orkan Umurhan
上圖展示了模型表現出的響應事例。我採取了這樣的地表基巖，然後添加了氮冰冰川（在左圖中以紅色橢圓表示）。在這個模型中，我還增加了一個特徵，表示沉積氮冰均勻的累計，數量大約是每年1碼（1米）。外流狀態如右圖所示。在這個人工例子中，我在紅色圓圈所示的區域內放入了將近400碼（400米）冰態物質。最終的流動狀態（包括前端漂亮的瓣狀結構）在大約20個地球年的時間裡出現了。這個速度很快！你還可以看到氮冰在環形山內部的積累。這是由於持續的冰態物質沉積也會沿陡坡向下流動，並在內部積累起來。
在了解複雜的冥王星的過程中，我們的進展很慢，但是確實在取得著進展。
原文標題：Probing the mysterious glacial flow on Pluto's frozon 'heart'
譯者：Melipal
微信編輯：數星星的貓 （編譯版權所有，未經許可請勿轉載）