科学探索|科学家确定谷神星意外地质活动的来源科学家确定谷神星意外地质活

据弗吉尼亚理工大学的地质科学家Scott King说，人们对谷神星的看法在很长一段时间内都是模糊的。在以前来自地球的望远镜扫描中，谷神星是一颗矮行星，也是小行星带中最大的天体，小行星带是木星和火星之间的区域，那里散布着数十万颗小行星，谷神星没有可辨认的表面特征。然后，在2015年，朦胧的球体--谷神星进入了人们的视野。对于像 King这样的科学家来说，这一景象令人叹为观止。美国宇航局“黎明号”任务的数据和图像提供了一个更好的表面视图，包括其组成和结构，揭示了意想不到的地质活动。

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【科学探索|科学家确定谷神星意外地质活动的来源】在之前的观测中，科学家们看到了谷神星的整体尺寸。人们认为它是不活跃的，因为它是如此之小。相反，“黎明号”在谷神星的一侧观察到一个巨大的高原，包括了这颗矮行星的一部分，与地球上一个大陆可能占据的面积相当。围绕着它的是岩石的裂缝，这些裂缝集中在一个地方。此外，还有明显的海洋世界的迹象，包括遍布表面的矿物质在水蒸发时凝结的沉积物。这些沉积物是冰冻海洋的标志。
King是地球科学系的一名教授，他主要研究行星等较大的天体，他很好奇像谷神星这样小的天体如何能够产生支持这种地质活动水平所需的热量，并解释“黎明号”观察到的表面特征。
通过建模，他和来自多所大学以及美国地质调查局和行星科学研究所的科学家团队发现，谷神星内部的放射性元素的衰变可以使它保持活跃。他们的发现最近发表在《美国地球物理学会进展》上。

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King对地球、金星和火星等大行星的研究一直向他表明，行星一开始就很热。形成行星的天体之间的碰撞产生了最初的热量。King说，相比之下，谷神星从来没有大到足以成为一颗行星并以同样的方式产生热量。为了了解它如何仍能产生足够的热量为地质活动提供动力，他利用以前适用于较大行星的理论和计算工具来研究谷神星的内部，并在“黎明号”任务返回的数据中寻找可以支持其模型的证据。
研究小组对这颗矮行星内部的模型显示了一个独特的序列。谷神星开始时温度很低，后来由于铀和钍等放射性元素的衰变而升温--这一点就足以为其活动提供动力--直到内部变得不稳定。
King说：“我在模型中看到的是，突然间，内部的一部分将开始加热，并将向上移动，然后另一部分将向下移动。”
这种不稳定性可以解释“黎明号”任务所揭示的在谷神星上形成的一些表面特征。大高原只在谷神星的一侧形成，另一侧没有任何东西，而且断裂集中在它周围的一个位置。这些特征集中在一个半球，向国王表明，不稳定已经发生，并留下了一个可见的影响。
King表示：“事实证明，你可以在模型中显示，在一个半球有这种不稳定的地方，它正在上升，它将导致表面的延伸，它与这些断裂的模式一致。”
根据研究小组的模型，谷神星并没有遵循行星的典型模式，即先热后冷，它有自己的模式，即冷、热、再冷。King说：“我们在这篇论文中所展示的是，辐射加热本身就足以创造出有趣的地质学。”
他认为天王星的卫星与谷神星有相似之处，美国宇航局和美国国家科学基金会委托的一项研究最近认为天王星是一项重要的机器人任务的优先对象。随着模型的进一步改进，他期待着也能探索它们的内部。