研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

2020-08-08 天文在線

一種新的計算機模型顯示了這顆矮行星上的地下海洋是如何使地震波得以傳播的。冥王星的心形湯博區域——一個巨大的，高度反射的地質特徵，被NASA的新視野號飛船在2015年飛越時以美麗的清晰度捕捉到——可以說是矮行星的美學亮點。它的橢圓形的西葉，1240英裡長的Sputnik Planitia，引起了行星科學家的注意:它似乎是一個巨大的古代衝擊雕刻出來的碗。今天，它充滿了年輕的浮冰攪動氮冰。

研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

翻譯擬：就像星空的浪漫愛情，一次遠古的星球碰撞，在冥王星留下心形痕跡

一個新的計算機模型顯示了這顆矮行星上被掩埋的海洋是如何傳播地震波的。

冥王星的名為「湯博區」的心型區域——美國宇航局的「新視野」號宇宙飛船在2015年飛越時捕捉到的一個巨大的、高度反射性的地質特徵，清晰而美麗——可以說是這顆矮行星的「顏值亮點」。它西部橢圓狀那長達1240英裡的斯普特尼克冰原，引起了行星科學家的注意:它看起來像一個因遠古撞擊產生的大碗。並且時致今日這裡仍然遍布年輕的翻騰的氮浮冰。

研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

「新地平線號」未能很好地觀測到冥王星的另一邊。但它仍然看到了斯普特尼克冰原背面的地區，那裡看起來像是由裂縫、土丘和坑窪組成的亂七八糟的地質拼圖。科學家在沒有明確的形成機制的情況下推測它的起源。

新的研究懷疑這可能跟形成斯普特尼克冰原的撞擊有關。根據對那次大災難的模擬，它在冥王星表面和內部產生了強大的地震波，地震波到達了星球另一端的區域，撕裂了那裡的土地，形成了「新視野」號所看到的奇怪地貌。至關重要的是，目前科學家們認為，只有在冥王星擁有一個93英裡厚的地下液態水海洋的情況下，這些強有力的地震波才有可能傳播，並且形成具有如此規模的混亂地形。

研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

這項研究成果在德州伍德蘭市舉辦的第51屆月球和行星科學會議上被展示，由於冠狀病毒大流行而被取消。該模型仍處於早期階段，還有待同行評議。但是，美國宇航局噴氣推進實驗室的行星科學家詹姆斯·塔特爾·基恩認為，利用撞擊和其他地方可能相關的地質特徵來推斷冥王星的內部結構是「一個非常新穎的想法」，雖然他沒有參與這項研究。

研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

地下海洋

北卡羅萊納州立大學的行星地質學家Paul Byrne也沒有參與這項研究，他說，如果這種模擬行星地震學的方法成立，將被隔空破解的可能不只是冥王星的秘密。從太陽系那些冰凍巨行星的衛星到隱藏在柯伊伯帶其他地方的寒冷巨行星，同樣的原理可以擴展到所有的冰雪星球和衛星。楊百翰大學(Brigham Young University)的行星科學家賈尼·拉迪博(Jani Radebaugh)表示，最重要的是，這項研究提醒人們，新視野號與冥王星的接觸具有不可估量的價值。她補充道:「令人著迷的是我們如何一點一點的發現這些價值。」

研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

冥王星存在地下海洋的關鍵證據在2016年被闡明。新視野號與這個矮行星的親密接觸將斯普特尼克冰原帶入人們視野,科學家們意識到這撞擊盆地處在一個奇怪的地方:它坐落在赤道上,在軌道上與冥王星最大的衛星冥衛一保持一致,這個衛星與冥王星的相對位置始終保持不變。模型表明，當盆地形成時，冥王星的赤道在其他地方，但撞擊發生後，地下的液態海洋開始上湧進裂縫，而冰在裂縫上聚集。由於這個潮溼、沉重、充滿冰的隕石坑的突然出現，冥王星傾斜到目前的位置，形成了新的赤道。

但這個理論仍然只是一個假設，需要更多的證據來證實海洋的存在。在地球、月球和火星上，科學家們使用機器探測穿過星體的地震波，這些地震波根據所穿過的物質進行反射、偏轉和扭曲，然後用這些波描繪出星體地下層的圖像。但這種方法在遙遠的冥王星不可能實現，因為那裡還沒有探測器，未來也沒有相關任務的計劃。

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事實上，答案就藏在數十億英裡之外的水星上。它的一面是卡洛裡盆地(Caloris Basin)，一個950英裡長的隕石坑，而在相對應的另一面，則是由破碎的巖石和令人發狂的起伏地形組成的混亂地貌。Radebaugh說:「在水星的其他任何地方都沒有類似的情況。」長期以來，科學家們一直認為，這片崎嶇不平的地形是卡洛裡大撞擊的結果，就像斯普特尼克冰原和另一面那片起伏不平的陸地也可能是冥王星自身巨大撞擊的結果一樣。

因此，科學家們想到為什麼不通過重現冥王星地震來找出答案呢?他們轉向iSALE，它可以模擬行星尺度的撞擊，並複製撞擊衝擊的物理過程。阿德琳·丹頓是普渡大學行星地質學的博士生，也是這項新研究的主要專家，她說她已經「將冥王星炸了無數次」。

研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

模擬地震

這個模擬極其成功地再現了斯普特尼克冰原的規模及其對映面嚴重破碎的地形，此外還包括了一枚250英裡長的拋射物，它以每小時4500英裡的速度徑直撞向冥王星。在這個模型中，當斯普特尼克平原被撞出來的時候，巨大的衝擊波穿過冥王星。使這顆矮行星發生物理變形的應力波尾隨著衝擊波。它的運動與傳播介質中的聲速相關。應力波迅速穿過冥王星的巖石內核，然後緩慢地穿過冰殼。而它在夾在兩者之間、厚達93英裡的液態水海洋中傳播的速度還要更慢。

研究表明，冥王星一側的碰撞撕裂了另一側的地形

海洋作為一個屏障，阻礙了應力波從巖石核心傳播到斯普特尼克平原的對面。但這一效應被這個夾層蛋糕一樣的行星的另一個方面抵消了:海洋屏障也意味著穿過冰層的地震能量被困在那裡，增強了這些能量到達對面的能力。

作者: Robin George Andrews

FY: 瓶子

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