科学|探索金星的深层真相
想象一下地球 。 现在 ， 在天空中充满了浓浓的硫酸云雾；通过将温度提高到将近500摄氏度来使海洋沸腾 ， 并提高气压至足以使您像煎饼一样变平 。 这就是金星的目前状态 。 金星是一个与地球大小相似但几乎在其他所有方面都不同的岩石行星 。
本文插图
【科学|探索金星的深层真相】
数十年来 ， 这些“姊妹行星”如何发生不同的变化 ， 一直是一个紧迫的科学问题 ， 提出的一项名为VERITAS的任务 ， 旨在通过改变我们对塑造行星的内部动力学的理解来提供答案 。 该任务可以为我们自己的星球的进化提供见解 ， 甚至可以帮助我们更好地了解绕其他恒星运行的岩石行星 。
VERITAS是金星发射、无线电科学、InSAR、地形和光谱学的缩写 ， 并将由南加州的NASA喷气推进实验室进行管理 。 该项目的合作伙伴包括洛克希德·马丁公司、意大利航天局、德国航天局和法国航天局 。
本文插图
“金星就像是一次意外的宇宙礼物 。 ” JPL VERITAS首席研究员苏珊（Suzanne Smrekar）说 ， “有两个行星体——地球和金星 ， 它们几乎是相同的 ， 但是沿着两个完全不同的进化路径走了 ， 但是我们不知道为什么 。 ”
NASA的麦哲伦号航天器最后一项任务是研究金星的 ， 于1994年结束 。 尽管它提供了有关金星地质的诱人线索 ， 但该仪器无法确定行星许多表面特征的起源 。
本文插图
拟于2026年发射的VERITAS卫星 ， 将通过功能强大的先进雷达系统绕金星旋转 ， 并穿过朦胧的金星云层 ， 以创建3-D全球地图和近红外光谱仪 ， 以查明金星表面 。 它还将测量金星的引力场 ， 以确定金星内部的结构 。 这些仪器将共同提供有关行星过去和现在的从核心到地表的地质过程的线索 。 进入早期地球的窗口
在地球上 ， 包围地球的坚硬地壳被分解成位于地幔顶部的构造板块的拼图 。 地幔中的对流有助于驱动板块运动 。 当一些板块下降到内部时（称为俯冲的过程） ， 它们融化 ， 而火山的放气将挥发物（例如水 ， 氮气 ， 二氧化碳和甲烷）释放到大气中 。
本文插图
了解有关金星的地质过程的更多信息 ， 那里的地壳刚刚开始形成时 ， 温暖的地壳是地球早期的一个很好的类比 ， 这可以提供有价值的一瞥 ， 以了解这些过程是如何在地球上开始的 。
帕萨迪纳加州理工学院地震实验室的地质学和地球物理学教授、科学团队成员琼·斯托克（Joan Stock）说："对我来说 ， 最大的谜团是金星板块结构变形的程度——表面的岩石区域在巨大的地质压力下断裂 ， "可以研究这些岩石 ， 以了解地球上构造活动的性质 。
本文插图
?制作高分辨率的3D地形图VERITAS会将以前很小的焦点结构引入解析中 ， 斯托克补充说 。 这些结构可能包括走滑断层两侧的凸起地形 ， 例如圣安德烈亚斯断层 ， 这是金星主要地质构造活动的“指示器” 。 VERITAS还将首次在地球以外使用所谓的干涉变形图 ， 来寻找活动的表面断层 。
此外 ， VERITAS还将研究称为特塞拉（tessera）的巨大变形结构 。 这些类似高原的特征可能类似于地球大陆 。 一种领先的理论是 ， 地球上的大陆是在水中存在时富含铁的洋壳俯冲并融化而形成的 ， 从而产生了大量新的、富含铁的大陆壳 ， 它们上升到了海洋之上 。
本文插图
为了确定金星的地幔高原是否以与地球各大陆相似的方式形成 ， VERITAS将构建金星表面成分的首张全球多光谱地图 。 如果它们的成分类似于大陆壳的成分 ， 我们还将获得有关金星有液态水过往的信息 。 火山世界
在地球上 ， 板块构造和火山活动是并存的 。 但是金星呢？
新奥尔良图兰大学的VERITAS科学小组成员 ， 行星科学家珍妮弗·惠顿说：“确定金星是否正在积极地进行火山活动并了解是什么推动了它 ， 这是我很想看到的真正令人兴奋的问题之一 。 ”
本文插图
?VERITAS使用它的光谱仪 ， 可以确定最近与岩浆喷发形成了哪些岩石 ， 然后才与大气相互作用来改变其化学成分 。 此外 ， 光谱仪将搜索火山活动喷发中的热点 ， 而雷达仪器将搜索活动断层（构造活动的指示） 。
为了了解金星的火山及其形成的地球物理过程 ， 科学家们还可以评估它们对地球气候的影响 ， 也许还可以回答另一个关键问题：金星内部是否仍然像地球一样包含大量的水？使行星适应环境
板块构造和火山作用不仅影响行星的形成方式；它们与行星的宜居性紧密相关 。 板块构造学通过影响使大气保持平衡的过程 ， 来强烈影响地球的长期气候：火山作用将挥发物释放到大气中 ， 俯冲作用将挥发物再循环回到内部 。 此外 ， 地球各大洲的形成和侵蚀对海洋和大气的组成也有重大影响 。 这些过程共同为生命提供了养分 ， 并为其提供了宜居的气候 。
本文插图
但是 ， 最终使一颗行星适合居住的微妙的行星动力学平衡是什么？考虑到发现了除太阳以外的数千颗系外行星 ， 我们的答案可能有助于我们了解它们的性质 。
“要揭开金星的奥秘 ， 我们必须深入了解金星内部；它是全球地质和大气演化的引擎 。 ” 苏珊说 ， “金星和地球是两个完全不同的世界吗？还是一对“双胞胎” ， 唯一的区别只是表面装饰不同而已？回答这个问题关键 ， 是要理解什么使其他岩石行星变得宜居并最终伴随生命出现 。 ”
推荐阅读
- 科学探索|为什么科学会在需要时让我们失望？
- 科学探索|光电探测器量子效率突破理论极限
- 科学探索|新技术能快速将海水变成饮用水
- 科学探索|揭秘星际物种起源：多个行星孵化器组成“生命之树”
- 科学探索|NASA火星勘测轨道飞行器捕获深褐色的雪崩照片
- 科学探索|当极光遇见气辉...NASA宇航员拍下绝美画面
- 科学探索|毒性更小：氧化铈纳米颗粒或成蛀牙克星
- 科学探索|[图]今天SpaceX的星链发射任务将创造新的重要里程碑
- 科学探索|诺斯罗普·格鲁曼公司再次发射为卫星提供“续命”服务的航天器
- 托尼·布莱尔|你行你上？英国前首相布莱尔抨击政府抗疫封锁太久，过度依赖科学